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拉氏变换与稳定分析

(2011-05-08 16:03:40)
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杂谈

    一本好书无疑会帮助很大。为了从事power控制我找了很多书,最终一本DC-DC的书吸引了我的注意。一本英文书,起初看不大懂,感觉写书的风格有些散文化,生活化。不过后来开始习惯了,便不由的被书中的知识所吸引,常常会感觉很爽,因为突然又明白了一些东西。时间久了才发现这本书的作者是个印度人,以前看的电力圣经那本书也是印度人写的,来到新加坡发现这里印度人好多,不由的有些佩服他们,虽然印度人在奥运会上一块金牌都没有,但学问还真行。

    以前一直不太了解拉氏变换,很奇怪,把微分方程做积分,之后就可以求解了。不由得想起傅氏变换,也是做积分,并且另s=jw,拉氏变换就变成了傅氏变换。不太懂既然有了傅氏变换,为什么还需要拉氏变换。

    原来傅氏变换只是对信号的分解,不能用其求解微分方程,看控制理论发现,对一个线性微分方程的解,即使输入是正弦信号,输出还是存在暂态衰减或增加的量。这就是事物的本事,即对一个系统施加正弦激励后输出含有非正弦的暂态分量。

    正是这个暂态分量而引出了拉氏变换s=o+jw,这样定义以后就可以求解了。不过问题出来了,那为什么控制理论中会使用s=jw来分析系统的稳定性呢。这就是有趣的地方,另s=jw只能分析系统的稳定性,但不能求解系统的响应,原因是s=jw正好反映了系统的临界状态,所以可以用其分析系统的稳定性,当然前提是看系统的稳定性是怎么定义的,即系统在干扰消失后能恢复到原始状态。

    总结一下就是:拉氏变换是对系统求解用的,傅氏变换只是拉氏变换的特殊情况,但可以用这个特殊情况分析系统的稳定性。如果系统是稳定的,则暂态分量一定会衰减到0,所以当系统稳定时直接使用傅氏变换是可以求出系统的稳定解的,注意这里提到是稳定解或稳态解,但不能求出暂态解。

    我想这是做控制的最基本概念,可惜我今天才搞清楚,惭愧。

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