拉普拉斯变换
拉普拉斯变换
傅里叶变换
傅里叶变换需要满足狄利克雷条件:
1. 在一个周期内,连续或只有有限个第1类间断点
2. 子一个周期内,极大值和ji小值的数目应是有限个
3. 在一周期内,信号是绝对可积的
补充:间断点分为两类:
1. 第1类不连续点:
可去不连续点:不连续点两侧函数的极限都存在,且相等
跳跃不连续点:不连续点两侧函数的极限存在,但不相等
2. 第二类不连续点:
无穷间断点:左右两点中,至少存在一个点的极限为无穷
振荡间断点:函数在该点没有定义,一直在变换。例如y=sin(1/x)在零点位置
对于狄拉克雷条件,很多函数无法满足,例如e指数,抛物线等等。因此拉普拉斯在傅里叶变换的条件上添加一个进行衰减,当t大于0的时候,整个函数都是快速衰减的,t<0的范围并不是关心的重点,所以将他们都置为零处理。所以在傅里叶变换的基础上,生成一个更加泛化的变换公式
其中,当
的时候,傅里叶变换。拉普拉斯变换使用符
表示。
拉普拉斯变换
1. 时域和频率区别
从时域观察,傅里叶变换中的某个频率,他是边长为1的单位圆圈。但是拉普拉斯变换,他是一个不断衰减的圆。
从频域看,傅里叶变换是一维的,拉普拉斯变换是二维的
例如几个正弦函数组成的波形,傅里叶表达式如下
拉普拉斯的表达式是为
可以从下图中看出,在不同的位置,代表的形状也是不同的。当处于坐标轴左侧是,是区域稳定的;当处于纵轴的情况下,产生恒定的振荡;处于右侧情况下,振动趋于不稳定。
2. 收敛条件
当坐标趋向于无穷远的的时候,幅值趋向于零
即满足上述关系的时候,整体收区域收敛的,因此只要找到合适的便能找到找到收敛区域
3. 零点和ji点
拉普拉斯构成的传递函数,存在的分子和分母两项。当分子为零时的解为零点,当分母为零时的解为ji点。
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