傅立叶变换实现了时间与频率的转换;拉普拉斯变换可以将时域函数变换复频域函数,简化微积分方程计算。
MATLAB提供的拉普拉斯,傅里叶和FFT命令拉普拉斯,傅里叶和快速傅里叶变换工作。
MATLAB拉普拉斯变换
时间函数 f(t)的拉普拉斯变换的函数,通过下式给出下面的积分:
拉普拉斯变换的变换函数 f(t)也表示为,F(次)。可以看到这种变换或一体化进程的符号变量t的函数,F(T),转换成另一个函数F(s)和另一个变量s。
拉普拉斯变换将微分方程转化为代数。要计算一个函数 f(t)的拉普拉斯变换,这样写:
laplace(f(t))
具体示例
接下来,我们会计算一些常用函数的拉普拉斯变换。
在MATLAB中建立一个脚本文件,并输入下述代码:
syms s t a b w laplace(a) laplace(t^2) laplace(t^9) laplace(exp(-b*t)) laplace(sin(w*t)) laplace(cos(w*t))
运行该文件,显示以下结果:
ans = 1/s^2 ans = 2/s^3 ans = 362880/s^10 ans = 1/(b + s) ans = w/(s^2 + w^2) ans = s/(s^2 + w^2)
MATLAB逆拉普拉斯变换
MATLAB中使用命令 ilaplace 计算拉普拉斯逆变换。
例如:
ilaplace(1/s^3)
MATLAB执行上述语句,并显示结果:
ans = t^2/2
详细例子
在MATLAB中建立一个脚本文件,并输入下述代码:
syms s t a b w ilaplace(1/s^7) ilaplace(2/(w+s)) ilaplace(s/(s^2+4)) ilaplace(exp(-b*t)) ilaplace(w/(s^2 + w^2)) ilaplace(s/(s^2 + w^2))
运行该文件,显示以下结果:
ans = t^6/720 ans = 2*exp(-t*w) ans = cos(2*t) ans = ilaplace(exp(-b*t), t, x) ans = sin(t*w) ans = cos(t*w)
MATLAB傅立叶变换
傅立叶变换,常用的时间变换的数学函数,函数 f(t),进入一个新的功能,有时记为或F组,其参数是频率与周期/秒(赫兹)或每秒弧度的单位。新的函数,然后被称为傅里叶变换和/或函数f的频谱。
详细例子
在MATLAB中建立一个脚本文件,并输入下述代码:
syms x f = exp(-2*x^2); %our function ezplot(f,[-2,2]) % plot of our function FT = fourier(f) % Fourier transform
运行该文件,MATLAB绘制出下图:
并显示以下结果:
FT = (2^(1/2)*pi^(1/2)*exp(-w^2/8))/2
折线图的傅里叶变换为:
ezplot(FT)
给出了如下图:
MATLAB傅立叶逆变换
MATLAB提供的 ifourier 命令,用于计算一个函数的傅立叶逆变换。
例如:
f = ifourier(-2*exp(-abs(w)))
MATLAB执行上述语句,并显示如下结果:
f = -2/(pi*(x^2 + 1))
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