Região de Convergência (ROC)
A variação da faixa de σ para a qual a transformada de Laplace converge é chamada de região de convergência.
Propriedades de ROC da Transformada de Laplace
ROC contém linhas paralelas ao eixo jω no plano s.
Se x (t) é absolutamente integral e de duração finita, então ROC é o plano s inteiro.
Se x (t) é uma sequência do lado direito, então ROC: Re {s}> σ o .
Se x (t) é uma sequência do lado esquerdo, então ROC: Re {s} <σ o .
Se x (t) é uma sequência de dois lados, então ROC é a combinação de duas regiões.
O ROC pode ser explicado fazendo uso dos exemplos abaixo:
Example 1: Find the Laplace transform and ROC of $x(t) = e-^{at}u(t)$
$ LT [x (t)] = LT [e - ^ {at} u (t)] = {1 \ sobre S + a} $
$ Re {} \ gt -a $
$ ROC: Re {s} \ gt> -a $
Example 2: Find the Laplace transform and ROC of $x(t) = e^{at}u(-t)$
$ LT [x (t)] = LT [e ^ {at} u (t)] = {1 \ sobre Sa} $
$ Re {s} <a $
$ ROC: Re {s} <a $
Example 3: Find the Laplace transform and ROC of $x(t) = e^{-at}u(t)+e^{at}u(-t)$
$ LT [x (t)] = LT [e ^ {- at} u (t) + e ^ {at} u (-t)] = {1 \ over S + a} + {1 \ over Sa} $
Para $ {1 \ over S + a} Re \ {s \} \ gt -a $
Por $ {1 \ over Sa} Re \ {s \} \ lt a $
Com referência ao diagrama acima, a região de combinação varia de –a a a. Conseqüentemente,
$ ROC: -a <Re {s} <a $
Causalidade e estabilidade
Para um sistema ser causal, todos os pólos de sua função de transferência devem estar na metade direita do plano s.
Um sistema é considerado estável quando todos os pólos de sua função de transferência estão na metade esquerda do plano s.
Um sistema é considerado instável quando pelo menos um pólo de sua função de transferência é deslocado para a metade direita do plano s.
Diz-se que um sistema é marginalmente estável quando pelo menos um pólo de sua função de transferência está no eixo jω do plano s.
ROC de funções básicas
f (t) | F (s) | ROC |
---|---|---|
$ u (t) $ | $$ {1 \ over s} $$ | ROC: Re {s}> 0 |
$ t \, u (t) $ | $$ {1 \ over s ^ 2} $$ | ROC: Re {s}> 0 |
$ t ^ n \, u (t) $ | $$ {n! \ sobre s ^ {n + 1}} $$ | ROC: Re {s}> 0 |
$ e ^ {at} \, u (t) $ | $$ {1 \ sobre sa} $$ | ROC: Re {s}> a |
$ e ^ {- at} \, u (t) $ | $$ {1 \ over s + a} $$ | ROC: Re {s}> -a |
$ e ^ {at} \, u (t) $ | $$ - {1 \ sobre sa} $$ | ROC: Re {s} <a |
$ e ^ {- at} \, u (-t) $ | $$ - {1 \ over s + a} $$ | ROC: Re {s} <-a |
$ t \, e ^ {at} \, u (t) $ | $$ {1 \ over (sa) ^ 2} $$ | ROC: Re {s}> a |
$ t ^ {n} e ^ {at} \, u (t) $ | $$ {n! \ over (sa) ^ {n + 1}} $$ | ROC: Re {s}> a |
$ t \, e ^ {- at} \, u (t) $ | $$ {1 \ over (s + a) ^ 2} $$ | ROC: Re {s}> -a |
$ t ^ n \, e ^ {- at} \, u (t) $ | $$ {n! \ over (s + a) ^ {n + 1}} $$ | ROC: Re {s}> -a |
$ t \, e ^ {at} \, u (-t) $ | $$ - {1 \ over (sa) ^ 2} $$ | ROC: Re {s} <a |
$ t ^ n \, e ^ {at} \, u (-t) $ | $$ - {n! \ over (sa) ^ {n + 1}} $$ | ROC: Re {s} <a |
$ t \, e ^ {- at} \, u (-t) $ | $$ - {1 \ over (s + a) ^ 2} $$ | ROC: Re {s} <-a |
$ t ^ n \, e ^ {- at} \, u (-t) $ | $$ - {n! \ over (s + a) ^ {n + 1}} $$ | ROC: Re {s} <-a |
$ e ^ {- at} \ cos \, bt $ | $$ {s + a \ over (s + a) ^ 2 + b ^ 2} $$ | |
$ e ^ {- at} \ sin \, bt $ | $$ {b \ over (s + a) ^ 2 + b ^ 2} $$ |