Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Dynamic_System_Modeling_and_Control.pdf
Скачиваний:
19
Добавлен:
23.03.2016
Размер:
5.61 Mб
Скачать

numerical methods - 17.31

17.11 PRACTICE PROBLEM SOLUTIONS

1.

 

5

 

 

 

 

l)

0.5

 

0.5

 

 

 

a)

--

 

 

 

 

s – 3

s + 3

 

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

m)

 

 

 

 

 

 

–4

 

16s

2

=

12s2 – 16

b)

 

 

 

 

--------------------

 

 

 

 

 

 

 

 

+ --------------------

----------------------

s-----------+ 3

 

 

 

( s2 + 4) 2

( s2 + 4) 3

 

( s2 + 4) 3

 

 

5

 

 

 

n)

 

 

 

 

 

2s

 

 

 

 

 

c)

 

 

 

 

------------------

 

 

 

 

-----------

 

 

 

( s + 3) 3

 

 

 

 

 

s + 3

 

 

 

 

 

 

 

d)

 

 

5

 

 

 

o)

( s

2

x – 7s – 8) + 5( sx – 7) + 3x

(------------------s + 3) 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6s

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

p)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e)

 

 

 

 

----------------

 

 

 

 

----

 

 

 

 

 

s

2

 

+ 36

 

 

 

 

 

s2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f)

8

 

 

 

 

q)

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

----

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s3

s

 

 

 

r)

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

----------------

2

 

 

 

 

--

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

+ 25

 

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

72

 

 

18

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h)

3

 

3

 

e–1

s)

-----

 

-----

-----------

 

 

 

+

s

5

 

s

4 + s + 5

 

 

 

 

----

--s

s-----------+ 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

2

 

 

 

e

s

 

e

–2s

 

 

 

 

 

 

5( s + 3)

t)

 

 

 

 

i)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

------------------------------

 

------s

 

 

--------

s

 

 

 

 

 

( s + 3) 2 + 52

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e4 – 2s

 

 

 

 

 

j)

 

2.5 1

2.5 –1

u)

 

 

 

 

 

s + 3 – 5j + s + 3 + 5j

-------------s + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

s(

) +

v)

e

2 – s

 

 

 

 

 

 

s----------------------------2 + 6s + 34

-----------

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s + 1

 

 

 

 

 

k)

5

w)

5

 

es

e–2s

 

 

 

 

 

 

s----------------2 + 25

s + 3

+ s

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x)

cos ( 2) s – sin ( 2) 7

e–3

– 0.416s – 6.37

e–3

 

 

-------------------------------------------s

2

+ 49

 

+ s---------- 1 =

------------------------------------s

2

+ 49

+ s---------- 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y)

s cos 1 – 5 sin 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

----------------------------------

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s2 + 25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 3

 

3 –3

 

 

 

 

s( ) +

 

 

z)

s-------------------------------+ 2.7 – 9.2j + s-------------------------------+ 2.7 + 9.2j

= ----------------------------------------

2

+ 5.4s + 91.93

 

 

 

 

 

 

 

 

s

 

 

2.

a)et

b)5et

c)6t

d)3t2

e)e–3t + 2e–4t

f)6 sin ( 6t)

3.

numerical methods - 17.32

g)5 – 5u( t – 4.5)

() –( 1) t 3

h)2 5 e cos 2t + atan –--4

i)t3 + 2 sin ( 3t)

j)6e–2t – 6e–3t

k)1.5e–2t – 1.5e–3t

a)

e–3t + 2e–4t

g)

 

 

b)

 

 

h)

 

 

c)

 

 

i)

 

 

d)

 

 

j)

δ ( t)

e–2t

e)

1.2 – 1.2e

–5t

k)

δ ( t)

 

 

--------- + 0.834 cos ( t + 0.927)

 

 

 

 

6

 

f)

8.34e–4.4t + 2( 0.99) e–0.3t cos ( 1.13t + 1.23)

l)

δ ( t)

+ 2tet

4.

y( t) = 5 + 6 sin ( 2t) + 2( 3) e–2t cos ( 3t – 0)

5.

a)

x

=

 

 

5

--

----------------------------

 

F

 

5s

2

+ 6s + 2

 

 

 

 

b)

y

=

3

 

-

-----------

 

x

 

s + 8

c)

y

=

–5

 

-

----------

 

x

 

s – 1

numerical methods - 17.33

6.

y( t) = 40 – 40e–2t

7.

a)

5

5

–3t

5

–4t

--

+ --e

 

--e

 

 

6

3

 

 

2

 

b)

( 5δ ( t) + 30 – 5e–2t) N

8.

a)

–4t

 

 

 

 

 

 

 

α t

 

 

α = 4

β

= 3

L[ 5e

cos ( 3t + 2) ] = L[ 2

 

A

 

e

cos ( βt + θ ) ]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

= 2.5

θ

= 2

A = 2.5 cos 2 + 2.5j sin 2 =

 

– 1.040 + 2.273j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

+

Acomplex conjugate

=

– 1.040 + 2.273j

+

– 1.040 – 2.273j

 

 

s-----------------------+ α

 

β j

-------------------------------------s + α +β j

---------------------------------------

s + 4 – 3j

--------------------------------------s + 4 + 3j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b)

L[ e–2t + 5t( u( t – 2) u( t) ) ] = L[ e–2t] + L[ 5tu( t – 2) ] L[ 5tu( t) ]

 

 

 

1

+ 5L[ tu( t – 2) ]

5

 

 

1

 

 

+ 5L[ ( t – 2) u( t – 2) + 2u( t – 2) ]

5

=

-----------

----

 

=

-----------

 

----

s + 2

s

2

 

s + 2

 

s

2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

+ 5L[ ( t – 2) u( t – 2) ] + 10L[ u( t – 2) ]

 

 

=

-----------

----

 

 

s + 2

s

2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

–2s

 

–2s

 

 

 

 

 

 

 

=

-----------

+ 5e L[ t] + 10e L[ 1]

----

 

 

 

 

s + 2

s

2

 

 

 

 

 

1

5e–2s

10e–2s

 

5

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-----------

+ ------------

+ ---------------

----

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s + 2

s

2

s

 

s

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c)

d

3

 

 

s

3

y + 1s

2

+ 2s

1

+ 3s

0

 

 

----

 

y =

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

y

=

s

1

y + s

0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

----

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

3

 

 

 

 

d

 

 

 

 

 

 

3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

----

y + 2

 

----

 

 

 

 

=

( s y + 1s + 2s + 3) + ( sy + 1) + ( y)

 

dt

 

y + y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= y( s3 + s + 1) + ( s2 + 2s + 4)

numerical methods - 17.34

d)

 

 

 

1 + j

 

 

1 – j

 

 

 

 

A

 

 

 

A

complex conjugate

 

 

 

L–1

 

----------------------

 

 

+

 

= L–1

 

-----------------------

 

+

 

s + α +β j

 

 

 

 

 

 

 

s + 3 + 4j

 

s + 3 – 4j

 

 

 

s + α β

j

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

–1

 

 

π

 

α = 3

β = 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-----

 

 

--

 

A

 

 

= 1

 

+ 1

 

= 1.141

 

θ = atan 1

 

= –4

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2

 

A

 

e

α t

cos ( βt + θ ) = 2.282e

–3t

cos

 

4t

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

--

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e)

 

–1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

3

 

 

 

= L[ s] + L

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

L

 

 

 

 

 

-----------

+

----------------------------

 

 

-----------

 

 

+ L

----------------------------

 

 

 

 

 

 

 

s + s + 2

s

2

+ 4s + 40

 

 

 

s + 2

 

 

s

2

+ 4s + 40

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

–2t

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

d

δ ( t) + e

–2t

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

----

 

+ e

 

 

+ L

------------------------------

 

=

----

 

+ 0.5L

------------------------------

 

dtδ ( t)

 

 

 

( s + 2) 2 + 36

 

dt

 

 

( s + 2) 2 + 36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d

 

 

–2t

 

 

 

 

 

–2t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

----

δ ( t)

+ e

 

+ 0.5e sin ( 6t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.

a)s3 + 4s2 + 4s + 4

----------------------------------------

s3 + 4s

= 1 +

4s2 + 4

=

----------------s3

+ 4s

 

 

= 1 +

1-- +

-------------

3s

 

 

s

s

2

+ 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

s3 + 4s

 

 

s3 + 4s2 + 4s + 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( s3 + 4s)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4s2 + 4

1 +

A

+

Bs + C

= 1 +

s2( A + B) + s( C) + ( 4A)

--s

----------------s

2

+ 4

-----------------------------------------------------------

 

s

3

+ 4s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= δ ( t)

+ 1 + 3 cos ( 2t)

A = 1

C = 0

B = 3

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]