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简 单的讲,拉氏变换(Laplace,拉普拉斯变换)就是为了把微分方程变成代数 方程,把微分运算变成代数运算。毕竟在计算机出现之前,微分运算为普通人来说是很难完成的任务。就是现在,给你个微分方程求它的通解和特解,如果不借助于 专业软件那可太难办了。而有了拉氏变换,不借助于专用工具,在一张白纸上写写画画就可以解出这个微分方程了。 这里有个例子,求以下RLC电路的输入输出关系。
===lw_pic_up_sina===1438477699.3237 初始电流为0是第一个初始条件,并带入第一个公式后可以得到电流一阶导的初始条件,这样一个二阶微分方程和两个初始条件可以得到Vout的时域表达式。如果你忘记了这个微分方程通解的表达式,或者碰到了没有通解的微分方程,那么对不起只能卡在这里了。 如果用拉氏变换的方法,已知他们的复阻抗分别是R,LS,1/SC,只要用串联电阻分压法就得到了,接下来就是查拉普拉斯变换表来得到时域表达式。 拉普拉斯变换还有一个优势就是对那些很复杂的系统,可以将它分解成几个简单系统的叠加,然后再求反变换。虽然像Matlab、Matchematica等求解微分方程工具,但大部分的微分方程只能求得数值解。拉氏变换在计算机高度发达的今天,还是很有实用价值的。 |