已知描述系统的微分方程和初始状态如下 试求其零输入响应。 (1)y’’(t) +5y’(t)
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已知描述系统的微分方程和初始状态如下,试求其零输入响应。 (1)y’’(t) +5y’(t)+6y(t)=f(t),y(0-)=1,y’(0-)= ﹣1 (2)y’’(t) +2y’(t)+5y(t)=f(t),y(0-)=2,y’(0-)= ﹣2 (3)y’’(t) +2y(t) +y(t)=f(t),y(0-)=1,y’(0-)=1
请帮忙给出正确答案和分析,谢谢!
参考答案
正确答案:(1)微分方程对应的特征方程为λ2+5λ+6=0其特征根为λ=﹣2λ2=﹣3。系统的零输入响应可写为yzi(t)=C1e-2t+C2e-3t将初始状态yzi(0-)=y(0-)=lyzi"(0-)=y’(0-)=1代入上式得C1+C2=1—2C1一3 C2= ﹣1解得C1=2 C2= ﹣1因此系统的零输入响应为yzi(t)=2e-2t﹣e-3tt≥0(2)微分方程对应的特征方程为λ2+2λ+5=0其特征根为 λ12= 一1±j2。系统的零输入响应可写为yzi(t)=C1e-tcos(2t)+C2e-tsin(2t)将初始状态yzi(0-)=y(0-)=2yzi"(0-)=y’(0-)= ﹣2代入上式得yzi(0-)=C1=2yzi"(0-)= ﹣C1+2C2= ﹣2解得C1=2 C2=0因此系统的零输入响应为yzi(t)=2e-tcos(2t)t≥0(3)微分方程对应的特征方程为λ2+2λ+1=0其特征根为λ12=﹣1。系统的零输入响应可写为yzi(t)=C1e-t+C2te-t将初始状态yzi(0-)=y(0-)=1yzi"(0-)=y’(0-)=1代人上式得yzi(0-)=C1=1yzi"(0-)= ﹣C1+C2=1解得C1=1 C2=2因此系统的零输人响应为yzi(t)=e-t+2te-tt≥0
(1)微分方程对应的特征方程为λ2+5λ+6=0其特征根为λ=﹣2,λ2=﹣3。系统的零输入响应可写为yzi(t)=C1e-2t+C2e-3t将初始状态yzi(0-)=y(0-)=l,yzi"(0-)=y’(0-)=1代入上式,得C1+C2=1—2C1一3C2=﹣1解得C1=2,C2=﹣1因此,系统的零输入响应为yzi(t)=2e-2t﹣e-3t,t≥0(2)微分方程对应的特征方程为λ2+2λ+5=0其特征根为λ1,2=一1±j2。系统的零输入响应可写为yzi(t)=C1e-tcos(2t)+C2e-tsin(2t)将初始状态yzi(0-)=y(0-)=2,yzi"(0-)=y’(0-)=﹣2代入上式,得yzi(0-)=C1=2yzi"(0-)=﹣C1+2C2=﹣2解得C1=2,C2=0因此,系统的零输入响应为yzi(t)=2e-tcos(2t),t≥0(3)微分方程对应的特征方程为λ2+2λ+1=0其特征根为λ1,2=﹣1。系统的零输入响应可写为yzi(t)=C1e-t+C2te-t将初始状态yzi(0-)=y(0-)=1,yzi"(0-)=y’(0-)=1代人上式,得yzi(0-)=C1=1yzi"(0-)=﹣C1+C2=1解得C1=1,C2=2因此,系统的零输人响应为yzi(t)=e-t+2te-t,t≥0