信号与系统写出电路系统的微分方程

信号与系统写出电路系统的微分方程,第1张

设电容两端电压为uc,根据kvl 有us(t)-2i(t)-di(t)/dt=uc;流过电容的电流ic=duc/dt;则流过右边电感的电流为i(t)-ic;根据kvl 有 uc=d[i(t)-ic]/dt2+i(t)-ic; 把uc都用第一个式子表示 就得到以i(t)为输出响应的方程;

用u(t)也可以类似求出

一个很基本的电学方程。楼主还得多练习吖~~

流过电容的电流分别为:Ic2=C2(dV2/dt),Ic1=C1(dV1/dt)。

两个方程:V1=V2+Ic2R2,e(t)=V1+(Ic1+Ic2)R1,将流经电容的电流代入方程,消去中间量V1即可得到这个微分方程。其中Ic1,Ic2为流过电容C1,C2的电流,V1,V2分别为电容两端的电压。

最后,如果你有幸学过自动控制原理,可将电压源e(t)视为输入,将电容两端的电压V2视为输出,V2(S)/E(S)=[V2(S)/V1(S)][V1(S)/E(S)],由阻抗法可得该系统的传递函数,再反拉普拉斯变换也应该能得到相同的结果。

列出电路电流公式,R2上电流I2为v2(t)的导数乘以C2,R1上的电流为I2+I1,I1为V1(t)导数乘以C1,而V1(t)=V2(t)+R2·I2,激励信号等于V1(t)+Vr1(t)。R1上面的压降Vr1(t)=R1·(I1+I2),最后全部用v2(t)代替,化简可得该微分方程式。

在信号与系统中,微分器和积分器是两个重要的系统,它们对输入信号进行不同的处理和响应。它们在数学上均衡用微分和积分来表示,但在实际应用中,它们的性质和应用场景不同,可以通过以下几个方面进行区分:

1 数学表达式:微分器的输出是输入信号对时间的导数,表示对信号速率的响应,可以用“d/dt”表示,而积分器的输出是输入信号对时间的积分,表示对信号幅度的响应,可以用“∫dt”表示。

2 响应特性:微分器对高频信号的放大响应比低频信号更强,可以用于信号的高通滤波,去除低频成分,而积分器对低频信号的放大响应比高频信号更强,可以用于信号的低通滤波,去除高频成分。

3 系统稳定性:由于微分运算会导致增益无限增大,因此微分器的响应是不稳定的。而积分运算会导致增益无限减小,因此积分器的响应是稳定的。

4 实际应用:微分器可以用于信号的变化率分析、差分器设计、边际检测等领域,而积分器可以用于信号的积分测量、低通滤波、噪声滤除等领域。

因此,通过数学表达式、响应特性、系统稳定性和实际应用等方面进行区分,可以帮助理解和应用微分器和积分器。

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