首页 理论教育单位阶跃响应优化方法探讨

单位阶跃响应优化方法探讨

【摘要】:零状态电路对单位阶跃信号的响应称为单位阶跃响应,简称阶跃响应,一般用S表示。如前所述,单位阶跃函数ε作用于电路时相当于单位独立源在t=0时与零状态电路接通,因此,电路的零状态响应实际上就是单位阶跃响应。检验学习结果8.3.1 单位阶跃函数是如何定义的?

零状态电路对单位阶跃信号的响应称为单位阶跃响应,简称阶跃响应,一般用S(t)表示。

如前所述,单位阶跃函数ε(t)作用于电路时相当于单位独立源(1V或1A)在t=0时与零状态电路接通,因此,电路的零状态响应实际上就是单位阶跃响应。只要电路是一阶的,均可采用三要素法进行求解。

【例8.7】 电路如图8.16所示,已知u=5×1(t-2)V,uC(0+)=10V,试求电路响应i。

解:利用三要素法求解,首先求t=0+电流的初始值

图8.16 [例8.7]电路图

再求t=2s时电流的初始值

RC一阶电路达到稳态时,电流i(∞)=0,因此电流只有瞬态分量而没有稳态分量。电路的时间常数

利用三要素法公式可得电流的阶跃响应

由此例可看出,单位阶跃响应的求解方法与一阶电路响应的求解方法类似,把响应公式中的输入改为单位阶跃响应ε(t),就可获得该电路的阶跃响应,为表示响应适用的时间范围,在所得结果的后面要乘以相应的单位阶跃函数。

图8.17 例8.8电路图

【例8.8】 电路如图8.17所示,已知I0=3mA,试求t≥0时的电容电压uC(t)。

解:用三要素法求解。

所以

检验学习结果

8.3.1 单位阶跃函数是如何定义的?其实质是什么?它在电路分析中有什么作用?8.3.2 说说(-t)、(t+2)和 (t-2)各对应时间轴上的哪一点?

8.3.3 试用阶跃函数分别表示图8.18所示电流和电压的波形。

图8.18 检验题8.3.3波形图