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已知描述系统的微分方程和初始状态如下 试求其0+初始值。 (1)y’’(t) +3y’(t)

2022-08-11 20:01:12 问答库 阅读 192 次

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已知描述系统的微分方程和初始状态如下,试求其0+初始值。 (1)y’’(t) +3y’(t) +2y(t)=f(t),y(0-)=1,y’(0-)=1,f(t)=ε(t) (3)y’’(t) +4y’(t) +3y(t)=f’’(t) +f(t),y(0-)=2,y’(0-)= 一2,f(t)=δ(t)请帮忙给出正确答案和分析,谢谢!

参考答案

正确答案:(1)由于输入f(t)=ε(t)方程右端不含冲激函数项则y(t)及其导数在t=0处不发生跃变故y(0)=y(0-)=1 y’(0+)=y’(0-)=1(3)将输入f(t)=δ(t)代入微分方程有y’’(t) +4y"(t) +3y(t)=δ’’(t)+δ(t) ①由于方程右端含有δ’’(t)则y”(t)中含有δ’’(t)设y’’(t)=aδ”(t) +bδ’(t) +cδ(t) +r1(t) ②式中r1(t)不含δ(t)及其导数项。对式②两边从一∞到t积分得y’(t)=aδ’(t) +bδ(t) +r2(t) ③式中r2(t)=cε(z)+r1(-1)(t)而r1(-1)川(t)=∫-∞r1(τ)d τ故不含δ(t)及其导数项。对式③两边从一∞到t积分得y(t)=aδ(t) +r3(t) ④式中r3(t)=bε(t) +r2(-1)(t)更不含δ(t)及其导数项。将式②、③、④代入式①并整理得aδ”(t)+(b+4a)δ’(t)+(C+4b+3a)δ(t) +r1(t) +4r2(t) +3r3(t)=δ”(t) +δ(t)上式中比较等式两端δ(t)及其导数前的系数有a=1b+4a=0C+46+3a=1解得 a=1b= ﹣4C=14对式②两端从0-到0积分得y’(0)一y’(0)=C=14因此 y’(0)=y’(0-)+14=12对式③两端从0-到0+积分得y(0+)一y(0-)=b= ﹣4因此y(0+)=y(0-)一4= ﹣2
(1)由于输入f(t)=ε(t),方程右端不含冲激函数项,则y(t)及其导数在t=0处不发生跃变,故y(0+)=y(0-)=1,y’(0+)=y’(0-)=1(3)将输入f(t)=δ(t)代入微分方程,有y’’(t)+4y"(t)+3y(t)=δ’’(t)+δ(t)①由于方程右端含有δ’’(t),则y”(t)中含有δ’’(t),设y’’(t)=aδ”(t)+bδ’(t)+cδ(t)+r1(t)②式中r1(t)不含δ(t)及其导数项。对式②两边从一∞到t积分,得y’(t)=aδ’(t)+bδ(t)+r2(t)③式中r2(t)=cε(z)+r1(-1)(t),而r1(-1)川(t)=∫-∞∞r1(τ)dτ,故不含δ(t)及其导数项。对式③两边从一∞到t积分,得y(t)=aδ(t)+r3(t)④式中r3(t)=bε(t)+r2(-1)(t),更不含δ(t)及其导数项。将式②、③、④代入式①,并整理,得aδ”(t)+(b+4a)δ’(t)+(C+4b+3a)δ(t)+r1(t)+4r2(t)+3r3(t)=δ”(t)+δ(t)上式中,比较等式两端δ(t)及其导数前的系数,有a=1b+4a=0C+46+3a=1解得a=1,b=﹣4,C=14对式②两端从0-到0+积分,得y’(0+)一y’(0-)=C=14因此y’(0+)=y’(0-)+14=12对式③两端从0-到0+积分,得y(0+)一y(0-)=b=﹣4因此y(0+)=y(0-)一4=﹣2

考点:状态,初始值