- 1 -
Operatorowe zależności między napięciem a prądem idealnych
elementów obwodu i ich modele operatorowe.
REZYSTOR
Przebiegi elektryczne napięcia i prądu rezystora o rezystancji R podle-
gają prawu Ohma
)
(
)
(
t
i
R
t
u
=
Po zastosowaniu przekształcenia Laplace’a i wykorzystaniu twierdzenia o
liniowości tego przekształcenia otrzymujemy
)
(
)
(
s
I
R
s
U
=
(10.24)
R
U(s)
I(s)
Wzór (10.24) wyraża
prawo Ohma w postaci operatorowej
. Wynika
z niego, że model operatorowy rezystora jest charakteryzowany jego rezy-
stancją R.
CEWKA
Opis w dziedzinie
czasu
Opis w dziedzinie
operatorowej
Model operatorowy
dt
t
i
d
L
t
u
)
(
)
(
=
)
0
(
)
(
)
(
+
−
=
Li
s
sLI
s
U
(10.25)
sL
U(s)
I(s)
Li(0 )
+
∫
=
dt
t
u
L
t
i
)
(
1
)
(
s
i
sL
s
U
s
I
)
0
(
)
(
)
(
+
+
=
(10.26)
i(0 )
+
s
sL
U(s)
I(s)
- 2 -
KONDENSATOR
Opis w dziedzinie
czasu
Opis w dziedzinie
operatorowej
Model operatorowy
dt
t
u
d
C
t
i
)
(
)
(
=
)
0
(
)
(
)
(
+
−
=
Cu
s
sCU
s
I
(10.27)
Cu(0 )
+
sC
U(s)
I(s)
∫
=
dt
t
i
C
t
u
)
(
1
)
(
s
u
sC
s
I
s
U
)
0
(
)
(
)
(
+
+
=
(10.28)
U(s)
I(s)
u(0 )
+
s
sC
1
IDEALNE ŹRÓDŁO NAPIĘCIA I PRĄDU
Idealne źródła napięcia i prądu w obwodzie elektrycznym charaktery-
zują napięcie źródłowe u
0
(t) lub natężenie prądu źródłowego i
Z
(t) - wielko-
ści niezależne od warunków pracy odpowiednich źródeł. W schemacie
operatorowym obwodu, źródła te są charakteryzowane transformatami:
napięcia źródłowego
[
]
)
(
)
(
0
0
t
u
s
U
L
=
(10.29)
natężenia prądu źródłowego
[
]
)
(
)
(
t
i
s
I
Z
Z
L
=
(10.30)
U (s)
0
u (t)
0
L
I (s)
Z
i (t)
Z
L
- 3 -
PRZYKŁAD 2
Rozpatrzmy gałąź pasywną zawierającą elementy R, L, C.
R
U (s)
R
I(s)
sL
U(s)
sC
1
L
Li (0 )
L
+
s
u (0 )
C
+
U (s)
L
U (s)
C
R
i(t)
u(t)
u (t)
C
u (t)
R
u (t)
L
)
s
(
U
)
s
(
U
)
s
(
U
)
s
(
U
C
L
R
+
+
=
s
)
0
(
u
)
s
(
I
C
s
1
)
0
(
i
L
)
s
(
I
sL
)
s
(
I
R
)
s
(
U
C
L
+
+
+
+
−
+
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+
+
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
+
+
+
C
s
1
sL
R
)
s
(
I
s
)
0
(
u
)
0
(
i
L
)
s
(
U
C
L
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
+
=
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
+
=
+
+
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
−
+
=
+
+
+
+
+
+
s
)
0
(
u
)
0
(
i
L
)
s
(
Y
)
s
(
U
)
s
(
Y
)
s
(
Z
s
)
0
(
u
)
0
(
i
L
)
s
(
U
C
s
1
sL
R
s
)
0
(
u
)
0
(
i
L
)
s
(
U
)
s
(
I
C
L
C
L
C
L
gdzie:
C
s
1
sL
R
)
s
(
Z
+
+
=
impedancja operatorowa
)
s
(
Z
1
)
s
(
Y
=
admitancja operatorowa
- 4 -
10.5.4. METODY WYZNACZANIA
ORYGINAŁU FUNKCJI OPERATOROWEJ
W celu wyznaczenia funkcji czasu na podstawie danej transformaty
najczęściej korzysta się z metod wynikających z własności przekształcenia
Laplace’a.
METODA
RESIDUÓW
Funkcja operatorowa poszukiwanej odpowiedzi
R(s) jest, dla obwo-
dów klasy SLS, kombinacją liniową operatorowej funkcji wymuszającej
X(s) oraz parametrów obwodu, wyrażonych w konwencji operatorowej (R,
sL, 1/sC) a ponadto członów opisujących warunki początkowe {Li
L
(0
+
),
u
C
(0
+
)/
s}. Jeśli funkcja operatorowa wymuszenia jest funkcją wymierną
(dającą się wyrazić jako iloraz wielomianów zmiennej
s), to i funkcja ope-
ratorowa odpowiedzi jest funkcją wymierną.
Powyższe rozumowanie prowadzi do stwierdzenia, że w ogólnym
przypadku funkcję operatorową możemy wyrazić jako iloraz dwóch wie-
lomianów zmiennej
s
)
(
)
(
)
(
0
1
1
1
0
1
1
1
s
M
s
L
b
s
b
s
b
s
b
a
s
a
s
a
s
a
s
R
m
m
m
m
n
n
n
n
=
+
+
+
+
+
+
+
+
=
−
−
−
−
K
K
(10.31)
Równanie algebraiczne:
L(s)=0 posiada pierwiastki: s
1
0
,
s
2
0
...
s
n
0
, które nazywamy zerami
R(s)
M(s)=0 posiada pierwiastki: s
1
,
s
2
...
s
m
, które nazywamy biegunami
R(s)
R(s)
r(t)
Metoda residuów
Metoda tablicowa
- 5 -
Jeśli znamy zera i bieguny funkcji
R(s), to równanie (10.31) możemy
przedstawić w postaci
∏
∏
=
=
−
−
⋅
=
m
k
k
n
i
i
m
n
s
s
s
s
b
a
s
R
1
1
0
)
(
)
(
)
(
(10.32)
Z zapisu (10.32) wynika jednoznacznie, że zera i bieguny funkcji
R(s)
nie mogą się pokrywać. Przyjmujemy ponadto, że
n<m (stopień licznika
jest mniejszy niż mianownika).
Przy spełnieniu ww. warunków odwrotne przekształcenie Laplace’a
możemy przedstawić w postaci
[
]
[
]
)
(
1
)
(
)
(
)
(
1
1
t
e
s
R
res
s
R
t
r
t
s
m
k
s
s
k
⋅
⎪⎭
⎪
⎬
⎫
⎪⎩
⎪
⎨
⎧
=
=
∑
=
=
−
L
(10.33)
to znaczy, że oryginał poszukiwanej funkcji
r(t) jest równy sumie residu-
ów funkcji podcałkowej (10.14) we wszystkich biegunach
s
k
operatorowej
funkcji odpowiedzi
R(s).
UWAGA:
Jeśli w wyrażeniu (10.32), w jego mianowniku wystąpią ele-
menty postaci
s
p
lub (
s-s
k
)
p
- oznacza to, że w punkcie 0 lub s
k
występuje biegun
p-krotny.
- 6 -
W przypadku biegunów wielokrotnych
(niech w punkcie
s=s
k
wy-
stępuje biegun
p-krotny) funkcji R(s) residuum funkcji R(s)e
st
obliczyć na-
leży z następującego wzoru
[
]
(
)
(
)
(
)
[
]
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
−
−
=
−
−
→
=
t
s
p
k
p
p
s
s
t
s
s
s
e
s
R
s
s
ds
d
p
e
s
R
res
k
k
)
(
)
(
lim
!
1
1
)
(
1
1
(10.34)
Przykład :
Rozpatrzymy wyznaczenie
L
-1
transformaty funkcji
)
5
(
)
3
(
1
)
(
2
+
+
=
s
s
s
R
Zadana funkcja ma jeden biegun 2-krotny s
1
=-3 i jeden pojedynczy s
2
=-5
Wykorzystując wzór (10.33), otrzymujemy
[
]
[
]
t
s
s
s
t
s
s
s
e
s
R
res
e
s
R
res
t
r
)
(
)
(
)
(
2
1
=
=
+
=
Następnie wykorzystujemy zależność (10.34) i uzyskujemy
(
)
[
]
[
]
(
)
(
) (
)
(
)
(
) (
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
)
(
1
4
1
4
1
2
1
3
5
1
5
3
1
5
3
1
3
1
lim
5
1
5
1
lim
3
1
lim
5
1
lim
5
3
1
5
lim
5
3
1
3
lim
)
(
)
5
(
lim
)
(
)
3
(
lim
!
1
2
1
)
(
5
3
3
5
2
3
2
3
2
5
2
3
2
5
3
2
5
2
2
3
5
2
3
t
e
e
e
t
e
e
e
t
e
s
e
s
e
s
t
e
s
e
s
s
d
d
e
s
s
s
e
s
s
s
s
d
d
e
s
R
s
e
s
R
s
s
d
d
t
r
t
t
t
t
t
t
t
s
s
t
s
t
s
s
t
s
s
t
s
s
t
s
s
t
s
s
t
s
s
t
s
s
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
−
=
=
+
−
+
+
−
−
+
−
=
=
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
+
+
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+
−
+
=
=
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
+
+
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
=
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+
+
+
+
⎪⎭
⎪
⎬
⎫
⎪⎩
⎪
⎨
⎧
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+
+
+
=
=
+
+
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
+
−
=
−
−
−
−
−
−
−
→
−
→
−
→
−
→
−
→
−
→
−
→
−
→
- 7 -
W przypadku biegunów pojedynczych
(jednokrotnych) funkcji R(s)
residuum funkcji R(s)e
st
w biegunie s=s
k
możemy wyznaczyć z następują-
cego wzoru
[
]
[
]
t
s
k
s
s
t
s
s
s
e
s
R
s
s
e
s
R
res
k
k
)
(
)
(
lim
)
(
−
=
→
=
(10.35)
Przykład :
Rozpatrzymy wyznaczenie
L
-1
transformaty funkcji
)
2
)(
1
(
10
)
(
+
+
=
s
s
s
s
R
Zadana funkcja ma dwa bieguny s
1
=-1 i s
2
=-2
Wykorzystując wzór (10.33) otrzymujemy
[
]
[
]
t
s
s
s
t
s
s
s
e
s
R
res
e
s
R
res
t
r
)
(
)
(
)
(
2
1
=
=
+
=
Na podstawie wzoru (10.35) uzyskujemy
[
]
[
]
)
(
1
)
20
10
(
)
1
2
(
)
2
(
10
)
2
1
(
)
1
(
10
)
1
(
10
lim
)
2
(
10
lim
)
2
)(
1
(
10
)
2
(
lim
)
2
)(
1
(
10
)
1
(
lim
)
(
)
2
(
lim
)
(
)
1
(
lim
)
(
2
2
1
2
1
2
1
2
1
t
e
e
e
e
e
s
s
e
s
s
e
s
s
s
s
e
s
s
s
s
e
s
R
s
e
s
R
s
t
r
t
t
t
t
t
s
s
t
s
s
t
s
s
t
s
s
t
s
s
t
s
s
−
−
−
−
−
→
−
→
−
→
−
→
−
→
−
→
+
−
=
=
+
−
−
⋅
+
+
−
−
⋅
=
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+
+
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+
=
=
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+
+
+
+
⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
+
+
+
=
=
+
+
+
=
- 8 -
UWAGA:
Jeśli funkcja R(s) ma wyłącznie bieguny proste i nie posiada bie-
guna w zerze
, bardzo wygodnym w stosowaniu przy obliczaniu oryginału
jest tzw. wzór Heaviside’a, który nosi nazwę
I-go twierdzenia o rozkładzie
)
(
1
)
(
'
)
(
)
(
1
t
e
s
M
s
L
t
r
t
s
m
k
k
k
k
⋅
=
∑
=
(10.36)
gdzie: L(s
k
) – wartość wielomianu L(s) dla s=s
k
M’(s
k
) – wartość pochodnej wielomianu M(s) dla s=s
k
Przykład :
Rozpatrzymy wyznaczenie
L
-1
transformaty funkcji
32
18
108
5
)
(
2
+
+
+
=
s
s
s
s
R
Zadana funkcja posiada bieguny s
1
=-2 oraz s
2
=-16
Pochodna wielomianu mianownika M’(s) = 2s+18
Po podstawieniu otrzymanych wartości do wzoru (10.36), wyznaczamy
)
(
1
)
2
7
(
18
)
16
(
2
108
)
16
(
5
18
)
2
(
2
108
)
2
(
5
)
(
16
2
16
2
t
e
e
e
e
t
r
t
t
t
t
−
−
−
−
−
=
=
+
−
+
−
+
+
−
+
−
=
- 9 -
Jeśli funkcja R(s) ma wyłącznie bieguny proste i posiada biegun
w zerze
, to można ją przedstawić w postaci
s
)
s
(
M
)
s
(
V
gdzie
)
s
(
V
)
s
(
L
)
s
(
R
=
=
(10.37)
przy czym stopień wielomianu V(s) wynosi m-1
Wówczas
)
(
1
)
(
'
)
(
)
(
1
)
0
(
)
0
(
)
(
1
t
e
s
V
s
s
L
t
V
L
t
r
t
s
m
k
k
k
k
k
⋅
+
⋅
=
∑
=
(10.38)
jest to tzw. II twierdzenie o rozkładzie
gdzie: L(0) – wartość wielomianu L(s) dla s=0
V(0) – wartość wielomianu V(s) dla s=0
V’(s
k
) – wartość pochodnej wielomianu V(s) dla s=s
k
s
k
(k=1,2, ... m-1) – niezerowe bieguny transformaty
Przykład :
Rozpatrzymy wyznaczenie
L
-1
transformaty funkcji
(
)
200
45
2100
)
(
2
+
+
=
s
s
s
s
R
Pierwiastki wielomianu V(s): s
1
=-5 oraz s
2
=-40
Pochodna wielomianu V’(s) = 2s+45
Ponieważ jednocześnie: L(0)=2100 , V(0)=200
to po podstawieniu obliczonych wartości do wzoru (10.38) wyznaczamy
( ) ( )
[
]
(
) (
)
[
]
)
(
1
)
5
,
1
12
5
,
10
(
45
40
2
40
2100
45
5
2
5
2100
200
2100
)
(
40
5
40
5
t
e
e
e
e
t
r
t
t
t
t
−
−
−
−
+
−
=
=
+
−
−
+
+
−
−
+
=
- 10 -
10.6. ANALIZA STANÓW NIEUSTALONYCH
W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH KLASY SLS
ZAŁOŻENIA
Przyjmijmy, że:
- dany jest obwód elektryczny w dziedzinie czasu, tzn. znana jest
jego struktura (schemat obwodu) oraz wartości parametrów;
- dane są funkcje wymuszające, np.: u
0K
(t), i
ZK
(t), tzn. dany jest
ich opis funkcyjny bądź wykres zmienności w czasie;
- dany
jest
jednoznacznie czas komutacji t
K
, np.: t
K
=0;
- opisany jest jednoznacznie stan energetyczny obwodu dla t
< t
K
10.6.1. ALGORYTM ANALIZY
Jeśli spełnione są wszystkie przedstawione powyżej założenia, wów-
czas metodyka postępowania w procesie analizy stanu nieustalonego z
wykorzystaniem rachunku operatorowego jest ciągiem uporządkowanych
następujących działań:
{
Ustalamy warunki początkowe (W.P.) w oparciu o znajomość stanu
obwodu dla t
< t
K
oraz praw komutacji;
|
Wyznaczamy na podstawie znajomości funkcji wymuszających
[u
0K
(t), i
ZK
(t)] ich postać operatorową [U
0K
(s), I
ZK
(s)];
}
Sporządzamy schemat operatorowy obwodu uwzględniając W.P.;
~
Dokonujemy analizy obwodu operatorowego (dowolną z poznanych
metod analizy) i wyznaczamy postać operatorową poszukiwanej bądź
poszukiwanych wielkości [R(s)];
Znajdujemy oryginał
poszukiwanej bądź poszukiwanych wielkości
[r(t)] i ewentualnie sporządzamy wykres zmienności tej wielkości.
- 11 -
10.6.2. OBWODY PIERWSZEGO RZĘDU
Rozpatrzymy stan nieustalo-
ny w obwodzie szeregowym RC.
W chwili t=0 otwarto wyłącznik
W. Wyznaczyć przebieg prądu,
jeżeli u(t)=U
0
=10V, R=100
Ω,
C=2mF.
C
w
R
U
0
t=0
u
C
(t)
i
(t)
{
Ustalamy warunki początkowe (W.P.) w oparciu o znajomość stanu
obwodu dla t
< t
K
oraz praw komutacji :
0
)
0
(
u
)
0
(
u
C
C
=
=
−
+
|
Wyznaczamy na podstawie znajomości funkcji wymuszającej jej postać
operatorową :
[
]
[ ]
s
U
U
)
t
(
u
)
s
(
U
0
0
=
=
=
L
L
}
Sporządzamy schemat opera-
torowy obwodu uwzględniając
W.P.
R
U (s)
R
I(s)
U(s)
sC
1
U (s)
C
~
Dokonujemy analizy obwodu operatorowego i wyznaczamy postać
operatorową poszukiwanej wielkości.
Zgodnie z prawem Ohma:
5
s
1
,
0
C
R
1
s
R
U
C
s
1
R
s
U
)
s
(
I
0
0
+
=
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
+
=
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
+
=
Znajdujemy oryginał
poszukiwanej wielkości.
Na podstawie tabeli (lp.5):
)
t
(
1
e
1
,
0
)
t
(
i
t
5
−
=
- 12 -
10.6.3. OBWODY DRUGIEGO RZĘDU
Najprostszym reprezentantem takich obwodów jest obwód szeregowy
RLC.
Załóżmy, że napięcie działa-
jące na zaciskach takiego obwodu
jest wymuszeniem napięciowym
opisanym funkcją stałą i przyczy-
nową u(t)=U1(t). Przyjmijmy, że
poszukujemy funkcji prądu i(t).
R
i(t)
u(t)=U1(t)
u (t)
C
u (t)
R
u (t)
L
{
Ustalamy warunki początkowe (W.P.) w oparciu o znajomość stanu
obwodu dla t
< t
K
oraz praw komutacji :
Warunki początkowe z uwagi na fakt, że dla t<0 U=0 możemy zgod-
nie z I i II prawem komutacji napisać
⎪⎭
⎪
⎬
⎫
=
=
=
=
+
−
+
−
0
)
0
(
u
)
0
(
u
0
)
0
(
i
)
0
(
i
C
C
L
L
|
Wyznaczamy na podstawie znajomości funkcji wymuszającej jej postać
operatorową :
[
]
[ ]
s
U
U
)
t
(
u
)
s
(
U
0
0
=
=
=
L
L
}
Sporządzamy schemat operato-
rowy obwodu uwzględniając
W.P.
R
U (s)
R
I(s)
sL
U(s)
sC
1
U (s)
L
U (s)
C
- 13 -
~
Dokonujemy analizy obwodu operatorowego i wyznaczamy postać
operatorową poszukiwanej wielkości.
Prąd w obwodzie możemy wyznaczyć zgodnie z prawem Ohma
C
L
s
L
R
s
L
U
C
s
sL
R
s
U
s
Z
s
U
s
I
1
1
1
)
(
)
(
)
(
2
+
+
⋅
=
+
+
=
=
Znajdujemy oryginał
poszukiwanej wielkości.
Równanie opisujące prąd w obwodzie jest funkcją wymierną
)
(
)
(
)
(
s
M
s
L
L
U
s
I
⋅
=
W celu wyznaczenia transformaty odwrotnej należy obliczyć pier-
wiastki mianownika I(s), czyli
0
1
)
(
2
=
+
+
=
C
L
s
L
R
s
s
M
W wyniku rozwiązania powyższego równania otrzymujemy bieguny
operatorowej funkcji prądu
⎪
⎪
⎪
⎭
⎪⎪
⎪
⎬
⎫
−
−
=
+
−
=
2
2
2
1
Δ
Δ
L
R
s
L
R
s
gdzie
LC
L
R
4
2
−
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
Δ
(*)
jest wyróżnikiem M(s)
- 14 -
Możliwe są
trzy przypadki rozwiązania
:
A)
Δ
> 0
– dwa pierwiastki rzeczywiste M(s)
→ oznacza
dwa bieguny pojedyncze
I(s)
B)
Δ
= 0
– jeden pierwiastek podwójny M(s)
→ oznacza
jeden biegun dwukrotny
I(s)
C)
Δ
< 0
– dwa pierwiastki zespolone-sprzężone M(s)
→ oznacza
dwa bieguny zespolone-sprzężone
I(s)
Z zależności (*) wynika, że:
⎪
⎪
⎪
⎭
⎪
⎪
⎪
⎬
⎫
<
<
=
=
>
>
C
L
2
R
gdy
0
C
L
2
R
gdy
0
C
L
2
R
gdy
0
Δ
Δ
Δ
Rozważymy teraz możliwe przypadki rozwiązania
- 15 -
Przypadek A
- APERIODYCZNY
Oba bieguny są rzeczywiste:
⎪
⎪
⎪
⎭
⎪⎪
⎪
⎬
⎫
−
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
−
=
−
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
−
=
LC
1
L
2
R
L
2
R
s
LC
1
L
2
R
L
2
R
s
2
2
2
1
przebieg czasowy prądu:
[
]
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
=
−
−
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
−
LC
1
L
2
R
sh
e
LC
1
L
2
R
L
U
e
e
LC
1
L
2
R
L
2
U
)
t
(
i
2
t
L
2
R
2
t
s
t
s
2
A
2
1
Przypadek B
– APERIODYCZNY-KRYTYCZNY
Jeden biegun dwukrotny:
L
2
R
s
s
2
1
−
=
=
Przebieg czasowy prądu:
t
L
2
R
B
e
t
L
U
)
t
(
i
−
=
Przypadek C
– OCYLACYJNY
Dwa bieguny zespolone-sprzężone:
⎪
⎪
⎪
⎭
⎪⎪
⎪
⎬
⎫
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
−
−
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
+
−
=
2
2
2
1
L
2
R
LC
1
j
L
2
R
s
L
2
R
LC
1
j
L
2
R
s
Przebieg czasowy prądu:
2
2
2
1
)
sin(
)
(
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
=
=
−
L
R
LC
gdzie
t
e
L
U
t
i
t
L
R
C
ω
ω
ω
- 16 -
i(t)
t
Oscylacyjny
Aperiodyczny-krytyczny
Aperiodyczny
Przebiegi czasowe wyznaczonych prądów
- 17 -
10.6.4. WNIOSKI
Na podstawie dotychczas omówionych przykładów jesteśmy w stanie
sformułować wnioski dotyczące zależności pomiędzy położeniem biegu-
na s
K
operatorowej funkcji odpowiedzi R(s) a jej funkcją czasu r(t).
Załóżmy, że wielomian mianownika M(s) funkcji operatorowej R(s)
nie posiada pierwiastków wielokrotnych a jedynie pojedyncze, np.:
BIEGUN
FUNKCJA CZASU
PRZYPORZĄDKOWANA
BIEGUNOWI
0
s
1
=
→
)
t
(
1
A
)
0
a
(
a
s
2
>
=
→
)
t
(
1
e
A
t
a
)
0
a
(
a
s
3
<
=
→
)
t
(
1
e
A
t
a
−
(
)
(
)
)
0
a
(
,
j
a
s
,
j
a
s
*
4
4
>
−
=
+
=
ω
ω
→
)
t
(
1
t
sin
e
A
t
a
ω
−
(
)
(
)
)
0
a
(
,
j
a
s
,
j
a
s
*
5
5
<
−
=
+
=
ω
ω
→
)
t
(
1
t
sin
e
A
t
a
ω
−
ω
ω
j
s
,
j
s
*
6
6
−
=
+
=
→
)
t
(
1
t
sin
A
ω
f(t)
t
f(t)
t
f(t)
t
f(t)
t
A
f(t)
A
t
f(t)
A
t
j
ω
σ
s
3
s
5
*
s
5
s
6
*
s
6
s
1
s
4
*
s
4
s
2
Zależność r(t) od biegunów R(s) na płaszczyźnie s
- 18 -
Tablica 1. Transformaty Laplace’a wybranych funkcji
lp.
f(t) F(s)
lp.
f(t) F(s)
1
1
s
1
13
(
)
t
a
e
t
a
1
−
−
(
)
2
a
s
s
+
2
a
s
a
14
t
sin
ω
2
2
s
ω
ω
+
3
t
2
s
1
15
t
cos
ω
2
2
s
s
ω
+
4
n
t
n
∈
N
1
n
s
!
n
+
16
t
sin
e
t
a
ω
−
2
2
2
)
s
(
ω
ω
ω
+
+
5
t
a
e
−
a
s
1
+
17
t
cos
e
t
a
ω
−
2
2
2
)
s
(
a
s
ω
ω
+
+
+
6
t
a
e
t
−
(
)
2
a
s
1
+
18
t
sin
t
ω
(
)
2
2
2
s
s
2
ω
ω
+
7
t
a
n
e
t
−
n
∈
N
(
)
1
n
a
s
!
n
+
+
19
t
cos
t
ω
(
)
2
2
2
2
2
s
s
ω
ω
+
−
8
τ
τ
t
e
1
−
τ
s
1
1
+
20
t
sh
β
2
2
s
β
β
−
9
(
)
t
a
e
1
a
1
−
−
(
)
a
s
s
1
+
21
t
ch
β
2
2
s
s
β
−
10
τ
t
e
1
−
−
(
)
τ
s
1
s
1
+
22
t
sh
e
t
a
β
−
(
)
2
2
a
s
β
β
−
+
11
a
b
e
e
t
b
t
a
−
−
−
−
(
)(
)
b
s
a
s
1
+
+
23
t
ch
e
t
a
β
−
(
)
2
2
a
s
a
s
β
−
+
+
12
b
a
e
b
e
a
t
b
t
a
−
−
−
−
(
)(
)
b
s
a
s
s
+
+
24
( )
t
δ
1
- 19 -