background image

 

 

Transformata Laplace'a 

Transformatą Laplace'a funkcji  

…………………………..

      

                                      nazywamy następującą funkcję 

…………………………….

gdzie  :

  

często zapisywaną, zwłaszcza w środowisku inżynierskim, 

w następującej formie:

  

Niech X oznacza przestrzeń funkcji, dla których powyższa 

całka (zwana całką Laplace'a) jest zbieżna.

Funkcję                                nazywamy transformacją 

Laplace'a

background image

 

 

Transformata Laplace'a

 

Należy zwrócić uwagę na rozróżnienie pomiędzy pojęciem 
transformaty, a transformacji Laplace'a. Zgodnie z 
powyższą definicją transformacja Laplace'a jest 
przekształceniem zbioru funkcji, dla których całka 
Laplace'a jest zbieżna w zbiór funkcji zespolonych 
zmiennej zespolonej. Natomiast transformata Laplace'a 
jest jedynie obrazem pewnej funkcji f(t) przez 
transformację Laplace'a.
Transformata Laplace'a posiada kilka własności, które 
czynią ją szczególnie użyteczną w analizie liniowych 
układów dynamicznych.

background image

 

 

Warunki zbieżności całki z transformatą Laplace'a 
Istnieje zawsze funkcja, która majoryzuje czyli ogranicza 
wykładniczo funkcję f(t): dla każdego t > 0 istnieje takie M oraz 
d, dla którego zachodzi zależność: |f(t)| < Me

dt

Własności 

Liniowość

                                                                                           

Transformata pochodnej                                                    
gdzie f'(0 

+

 ) 

oznacza granicę prawostronną funkcji f(t) w punkcie t=0 

                                                
                                                                       

Pochodna transformaty                                         

background image

 

 

Transformata całki 

Całka transformaty 

Przesunięcie w dziedzinie transformaty 

  Transformata funkcji z przesunięciem 

  gdzie 1(t) oznacza skok jednostkowy

Splot 

Jest to tzw. Twierdzenie Borela o splocie.

background image

 

 

Transformacja funkcji okresowej o okresie p

  

Własności graniczne 

Transformata odwrotna Laplace'a 

Transformatą odwrotną 

funkcji

……………………

                    

nazywamy taką funkcję                              , 

która jest 

jej transformatą Laplace'a:

 

 jeżeli

background image

 

 

Transformaty Laplace'a częściej 

spotykanych funkcji   

  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  

gdzie γ - stała Eulera

background image

 

 

ZADANIE

Wyznaczyć transformatę Laplace’a  funkcji 

f(t)=tsin(t),  =const.

• Z definicji transformaty Laplace’a otrzymujemy:

• F(s)= [f(t)]= 

L

 [tsin(t)]

Oznaczając:

F(s) = 

L

 [tsin(t)] = /(s

2

+

2

)

Z twierdzenia o różniczkowaniu 

dla n=1 i f1(t)= sin(t)  otrzymujemy:

L

 [(-1

1

)sin(t)] = (d

(1)/

ds)F

1

(s) = (d/ds)(/s

2

+

2

) = 

2s/( s

2

+

2

)

2

background image

 

 

A wtedy: 

F(s)= 

L

 [f(t)]= 

L

[t

2

] + 

L

 [sin(t)]

Transformaty cząstkowe:

L

[t

2

] = n!/s

n+1

 = 2/s

3

 

L

 [sin(t)] = /( s

2

+

2

)

Czyli poszukiwana transformata:

F(s)= 2/s

3

 + /( s

2

+

2

)

Odpowiedź:

F(s)= 

L

 [tsin(t)] = 2/s

3

 + /

( s

2

+

2

)


Document Outline