二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)本文深入探讨了二阶电路的零状态响应 ZSR 和零输入响应 ZIR 重点在于理解二阶非齐次微分方程在电路分析中的应用

大家好,欢迎来到IT知识分享网。

漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

对于零输入响应(ZIR),它的微分方程是不含常数项的,也叫齐次方程。 公式应该长成这样:

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

而对于零状态响应(ZSR),它的微分方程是含常数项的,也叫非齐次方程。 公式长成这样:

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

鉴于上一篇文章描述不详细,公式存在缺漏,所以特地补充这篇文章 对于二阶非齐次微分方程,以下两种表达是一样的:

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

我们首先研究二阶电路的零状态响应。

我们先来看电路图:

149d6dd947828c8d3b7749f808d7d2f4.png

1. 由能量守恒得

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

因为,电感电压公式为

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

所以原式等于

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

又因为电容的电流为

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

因为串联电路,电流处处相等 所以原来的式子等于

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

化简得

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

我们得到这个最终方程,这个最终方程只有一个变量

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿) ,其他都为常量,这个方程和二阶非齐次微分方程是一样的。 也就是说,如果我们要解决RLC电路,那么我们要首先找出二阶非齐次微分方程的特解或者通解。

由于非齐次方程比较难求解,所以我们首先看二阶线性齐次方程:

观察这个式子,

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

我们首先构造几个式子

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿) ,
二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿) ,为什么要这么构造呢?想必大家并不陌生,
二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿) 求导的结果是它本身,引入
二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿) 非常方便我们的计算,但是为什么要引入
二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿) 呢?这种构造方法叫做微分算子。

在数学中,微分算子是定义为微分运算之函数的算子。首先在记号上,将微分考虑为一个抽象运算是有帮助的,它接收一个函数得到另一个函数。

二阶线性齐次微分方程:

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

那么将上式代入,可得

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

最终得到

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

此二次方程有两个解,

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)
二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿) 。 –
二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

通解为

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

通解为

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿) ,
二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

通解为

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

我们再回到RLC电路方程

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

把它变成二阶线性微分方程的标准形式

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

特征方程为

二阶齐次线性微分方程的通解公式_漫谈二阶电路的零状态响应(初稿)

免责声明:本站所有文章内容,图片,视频等均是来源于用户投稿和互联网及文摘转载整编而成,不代表本站观点,不承担相关法律责任。其著作权各归其原作者或其出版社所有。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容,侵犯到您的权益,请在线联系站长,一经查实,本站将立刻删除。 本文来自网络,若有侵权,请联系删除,如若转载,请注明出处:https://haidsoft.com/141310.html

(0)
上一篇 2025-05-18 13:26
下一篇 2025-05-18 13:45

相关推荐

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

关注微信