5.5 符号积分变换
傅里叶变换、拉普拉斯变换和 Z 变换在许多研究领域都有着十分重要的应用,例如信
号处理和系统动态特性研究等。为适应积分变换的需要,MATLAB 提供了上述这些积分变
换的函数,当读者掌握了这些变换函数以后,就会发现使用 MATLAB 实现复杂的积分变
换是很容易的一件事情。本节的任务就是讨论这些积分变换函数的具体使用方法。
5.5.1 傅里叶变换及其反变换
1.傅里叶变换
对函数 ( )f x 进行傅里叶(Fourier)变换: ( ) ( )f f x F F w= ⇒ = 计算公式为
( ) ( ) je dwxF w f x x
∞ −
−∞
= ∫
MATLAB 提供了对函数进行傅里叶变换的函数 fourier( ),其调用格式为
(1) F = fourier(f):返回符号函数 f 的傅里叶变换。f 的参量为默认变量 x,返回值 F 的
参量为默认变量 w,即 ( ) ( )f f x F F w= ⇒ = ,若 ( )f f w= ,则 fourier(f)返回变量为 t 的函
数: ( )F F t= 。
(2) F = fourier(f,v):返回符号函数 f 的傅里叶变换。f 的参量为默认变量 x,返回值 F
的参量为指定变量 v,即
i( ) ( ) ( )e dvxf f x F F v f x x
∞ −
−∞
= ⇒ = = ∫
(3) F = fourier(f,u,v):返回符号函数 f 的傅里叶变换。f 的参量为指定变量 u,返回值 F
的参量为指定变量 v,即
i( ) ( ) ( )e dvuf f u F F v f u x
∞ −
−∞
= ⇒ = = ∫
【例 5.29】 傅里叶正变换示例。
>> syms x w u v
>> f = sin(x)*exp(-x^2); F1 = fourier(f)
F1 =
-i*pi^(1/2)*sinh(1/2*w)*exp(-1/4*w^2-1/4)
>> g = log(abs(w)); F2 = fourier(g)
F2 =
fourier(log(abs(w)),w,t)
>> h = x*exp(-abs(x)); F3 = fourier(h,u)
F3 =
-4*i/(1+u^2)^2*u
>> syms x real
>> k= cosh(-x^2*abs(v))*sinh(u)/v; F4 = fourier(k,v,u)
2024-04-24 00:26:47
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