例4由框图写差分方程例4:已知框图,写出系统的差分方程。解:设辅助变量x(k)如图x(k)x(k-1)x(k-2)即x(k) +2x(k-1) +3x(k-2) = f(k)y(k) = 4x(k-1) + 5x(k-2) 消去x(k) ,得y(k) +2y(k-1) +3y(k-2) = 4f(k-1) + 5f(k-2) x(k)= f(k) – 2x(k-1) – 3x(k-2)
例3由框图写微分方程例3:已知框图,写出系统的微分方程。设辅助变量x(t)如图x(t)x’(t)x”(t)x”(t) = f(t) – 2x’(t) –3x(t) ,即x”(t) + 2x’(t) + 3x(t) = f(t) y(t) = 4x’(t)+ 3x(t)根据前面,逆过程,得y”(t) + 2y’(t) + 3y(t) = 4f’(t)+ 3f(t)
由微分方程画框图例1例1:已知y”(t) + ay’(t)+ by(t) = f(t),画框图。解:将方程写为y”(t) = f(t) –ay’(t) –by(t)
由微分方程画框图例2例2请画出如下微分方程所代表的系统的系统框图。解:解法二解2:该方程含f(t)的导数,可引入辅助函数画出框图。设辅助函数x(t)满足 x”(t) + 3x’(t)+ 2x(t) = f(t) 可推导出 y(t) = x’(t) + x(t),它满足原方程。
差分方程全解举例例:系统方程 y(k)+ 4y(k – 1) + 4y(k – 2) = f(k)已知初始条件y(0)=0,y(1)= – 1;激励f(k)=2k,k≥0。求方程的全解。 解: 特征方程为λ2 + 4λ+ 4=0可解得特征根λ1=λ2= – 2,其齐次解yh(k)=(C1k +C2) (– 2)k特解为 yp(k)=P (2)k,k≥0代入差分方程得 P(2)k+4P(2)k –1
差分方程全解举例例:系统方程 y(k)+ 4y(k – 1) + 4y(k – 2) = f(k)已知初始条件y(0)=0,y(1)= – 1;激励f(k)=2k,k≥0。求方程的全解。 解: 特征方程为λ2 + 4λ+ 4=0可解得特征根λ1=λ2= – 2,其齐次解yh(k)=(C1k +C2) (– 2)k特解为 yp(k)=P (2)k,k≥0代入差分方程得 P(2)k+4P(2)k –1
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差分方程迭代解举例例:若描述某系统的差分方程为 y(k) + 3y(k – 1) + 2y(k – 2) = f(k)已知初始条件y(0)=0,y(1)=2,激励f(k)=2kε(k), 求y(k)。解: y(k) = – 3y(k – 1) – 2y(k – 2) + f(k) k=2 y(2)= – 3y(1) – 2y(0) + f(2) = – 2 k=3 y(3)= – 3y(2) –
差分方程迭代解举例例:若描述某系统的差分方程为 y(k) + 3y(k – 1) + 2y(k – 2) = f(k)已知初始条件y(0)=0,y(1)=2,激励f(k)=2kε(k), 求y(k)。解: y(k) = – 3y(k – 1) – 2y(k – 2) + f(k) k=2 y(2)= – 3y(1) – 2y(0) + f(2) = – 2 k=3 y(3)= – 3y(2) –
1.1差分方程1.2 市场经济中的蛛网模型1.3 减肥计划——节食与运动1.4 差分形式的阻滞增长模型1.5 按年龄分组的种群增长差分方程模型1.1差分方程 ?给定一个数列 如果和数列中在它面的若干项联系起来的一个方程对所有大于某一个整数 的整数 都有效则称这个方程为差分方程 例1 汉诺塔问题:n个大小不同的圆盘依其半径大小依次套在桩A上大的在下小的在上现要将此n个盘移到空桩B或C上但要
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