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雙邊拉普拉斯變換

鎖定
雙邊拉普拉斯變換是一種積分變換,作用對象是任意實數t的實數函數或是複變函數 f(t),作用結果是F(s),其形式類似機率中的動差生成函數,雙邊拉普拉斯變換和傅立葉變換、Mellin 變換及單邊的拉普拉斯變換有緊密的關係。
中文名
雙邊拉普拉斯變換
外文名
Bilateral LaplasseTransform
提出者
拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)
提出時間
1778年
應用學科
信號處理,通信控制

雙邊拉普拉斯變換定義

ƒ(t)為實數t的實數函數或是複變函數t可以為任意實數,則雙邊拉普拉斯變換可以用以下的積分表示:
此積分為反常積分,此積分收斂當且僅當以下二個積分都存在:
上述F(s)在s的的某一區域內收斂(即小於無窮大),則由此積分確定的函數稱為f(t)的雙邊拉普拉斯變換,或稱為f(t)的象函數 [1]  。而稱f(t)為F(s)的原函數
使得F(s)收斂的s的取值範圍稱為拉氏變換的收斂域。
注:在給出某函數的雙邊拉氏變換時必須註明其收斂域。

雙邊拉普拉斯變換優點

  1. 信號不必限制在範圍t>0內,在某些情況下把所研究的問題從時間負無窮到正無窮上作統一考慮,可使概念更清楚。
  2. 雙邊拉氏變換與傅里葉變換的聯繫密切,便於全面理解傅氏變換,拉氏變換及Z變換的關係。

雙邊拉普拉斯變換與傅氏變換的關係

f(t)的雙邊拉普拉斯變換其實就是
的傅氏變換。如果雙邊拉普拉斯變換式的收斂域包括虛軸在內,則把F(s)中的s代換成jw就得到f(t)的傅氏變換,即有:
故可以把傅氏變換看成雙邊拉氏變換的特例,或雙邊拉氏變換是傅氏變換的推廣 [1] 

雙邊拉普拉斯變換性質

1.線性。
若有:
,
其收斂域為
則有:
其中
為常數,可為實數也可為複數,收斂域R一般取
的重疊部分,也有可能擴大,若無重疊部分,此性質不成立。該性質利用拉氏正變換性質即可得 [2] 
2.延時(時移特性)
若有:
則有:
其中
可正可負,收斂域不變 [2] 
3.s域平移
若有
,其收斂域為R,則有:
其收斂域為
,其中Re{-a}表示取-a的實部 [2] 
參考資料
  • 1.    羅摶翼,程桂芬,付家才.控制工程與信號處理.北京:化學工業出版社,2004:48-49
  • 2.    馬金龍,胡建萍,王宛蘋.信號與系統.北京:科學出版社,2005:206-207