Transformada de Fourier inversa de las funciones de transferencia

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Quiero encontrar la transformada de Fourier inversa de la siguiente función de transferencia: $$ H (iw) = \ frac {10 + (iw)} {4 - w ^ 2 + 4 (iw)} $$ Así que mi primera idea fue reemplazar \ $ iw \ $ con \ $ s \ $. Luego convierta esto en alguna fórmula de euler. Esto me da: $$ h (t) = \ frac {10 + s} {4-w ^ 2 + 4s} $$ Pero no puedo realmente factorizar el denominador ya que hay 2 variables diferentes. Entonces, ¿cómo procedo exactamente?

Sé que la fórmula de la transformada de Fourier inversa es \ $ 0.5 (pi) \ $ * integral de \ $ h (t) * e ^ (st) \ $ de infinitiy negativo a positivo.

    
pregunta Jonathan

2 respuestas

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Tienes razón, \ $ s = j \ omega \ $, entonces $$ \ omega = \ frac {s} {j} = \ frac {js} {j ^ 2} = -j s $$ Sustituyendo eso en su función de transferencia $$ H (j \ omega) = \ frac {10 + j \ omega} {4- \ omega ^ 2 + 4j \ omega} = \ frac {10 + s} {4- \ left (\ frac {s} { j} \ derecha) ^ 2 + 4s} = \ frac {10 + s} {4 + 4s + s ^ 2}, $$ desde \ $ \ frac {1} {j ^ 2} = \ frac {1} {- 1} = - 1 \ $.

Para encontrar \ $ h (t) \ $, necesitas calcular $$ h (t) = L ^ {- 1} \ {H (s) \} = \ frac {1} {2 \ pi j} \ lim_ {T \ to \ infty} \ int_ {s = - \ gamma -jT} ^ {\ gamma + jT} H (s) e ^ {st} \; ds. $$

Puede hacer esto usando el teorema de residuos de Cauchy, o puede hacerlo más fácil para usted y usar tablas. En este caso, $$ 4 + 4s + s ^ 2 = (s + 2) ^ 2, $$ así que con \ $ s '= s + 2 = s - (- 2) \ $, $$ H (s) = \ frac {s '+ 8} {(s') ^ 2} = \ frac {1} {s '} + \ frac {8} {(s') ^ 2}, $$ y el resto debe ser trivial.

Actualizar

tenemos $$ \ begin {align} L \ {a f (t) + b g (t) \} & = a \, F (s) + b \, G (s) & \ text {(linealidad)} \\ L \ {1 \} & = \ frac {1} {s} & \ text {(constante)} \\ L \ {t \} & = \ frac {1} {s ^ 2} & \ text {(primer orden)} \\ L \ {t ^ n \} & = \ frac {n!} {S ^ n} & \ text {($ n $ -th order)} \\ L \ {e ^ {kt} f (t) \} & = F (s-k) & \ text {($ s $-shift shift)} \ end {align} $$ así que configurando \ $ F (s) = s ^ {- 1} \ $, luego \ $ f (t) = 1 \ $ y $$ L ^ {- 1} \ left \ {\ frac {1} {s - (- 2)} \ right \} = e ^ {- 2t}, $$ y configurando \ $ F (s) = s ^ {- 2} \ $ para el siguiente término, luego \ $ f (t) = t \ $ y $$ L ^ {- 1} \ left \ {\ frac {8} {(s - (- 2)) ^ 2} \ right \} = 8t \, e ^ {- 2t}, $$ así que terminas con $$ h (t) = L ^ {- 1} \ {H (s) \} = (1 + 8t) e ^ {- 2t} $$

    
respondido por el Pål-Kristian Engstad
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Escriba \ $ H (s) \ $ as $$ H (s) = \ frac {10} {s ^ 2 + 4s + 4} \: + \: \ frac {s} {s ^ 2 + 4s +4} $$ La respuesta de tiempo para el primer término se encuentra fácilmente en las tablas de Transformación de Laplace \ $ \ small (\ zeta = 1 \ $, \ $ \ omega_n \ small = 2) \ $; luego diferencie esto y divídalo por 10 para la respuesta de tiempo del segundo término.

Esto da: $$ h (t) = e ^ {- 2t} (1 + 8t) $$

    
respondido por el Chu

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