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标题: 我理解的拉普拉斯变换 [打印本页]
作者: 可梦之    时间: 2023-9-27 11:25
标题: 我理解的拉普拉斯变换
本帖最后由 可梦之 于 2023-9-27 11:33 编辑 ' l* n7 s  l8 `
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最近工作需要，又重温了一下电路知识，对拉氏变换有了“新”的理解。
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# `, ^* Z2 K4 X众所周知，高斯小时候就原创了求和公式。求和公式就是将大量的加法运算变成了简单的乘法。换个思路看，天地自然宽。4 T/ T/ p# j6 t% ^, o" a
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电路中很多微积分方程，如何解就很烦人。我们能否换一个工作域，将微积分变成我们熟悉的乘除法呢？" h. H7 C, U3 P% S* [, W

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翻开数学工具箱，复数看着靠谱。复数有三种表达方式，欧拉公式将其转成简单的指数表达方式：4 `/ s( G6 Z7 ?

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: K# v4 m. d+ @9 B! w  ~不去管复数的具体含义，运算从实数转成复数后，乘除法变成了加减法，微积分变成乘除法
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4 ?  S, `2 t8 {1 r4 q: A8 ?' ^  i( G+ H

1 c& w9 D; n# }' `8 o数转为复数域，那么函数呢？从上面我们看到指数很有用。哪个积分变换用到了指数呢？大名鼎鼎的傅里叶变换啊。不负众望，时域的微积分变成了频域的乘除法。
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. m# s# ^& v* U7 n傅里叶变换有一个小问题，要求函数绝对可积，也就是积分是要有限的，否则搞出来都是无穷就没有意义了。但是电路中很多函数不满足这个条件，比如x^2。那怎么办呢？' l- W% B% s$ S0 L4 }- D+ M

( T; O/ {- }7 l" h) s& L+ ]拉普拉斯跳出来说，我可以把他变小啊。指数是增长/衰减最快的了。不管你函数多大，我给你乘上一个衰减因子e^-at，在t足够大的时候，都能给你拉下来，满足傅里叶条件了。
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7 [: l7 ?& o' [* ?- L3 N; L' n指数相乘可以合并为加法，a+jw不就是一个复数s吗？这样就成了大名鼎鼎的拉氏变换了。; Q" z8 e, m1 K6 ?
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有了这些数学工具，我们可以将电路中的各种变量变成复数，方程转到复频域，这样微积分就变成了我们熟悉的多项式。做完操作再用逆拉普拉斯变换转回来就好了。
作者: 数值分析    时间: 2023-9-27 12:05
高斯小时候提出的 只是等差数列求和公式吧？
作者: colin1992    时间: 2023-9-27 12:06
高手就是信手拈来
. J3 R: A0 t2 P4 G  c( e以前看卡文迪许扭秤、云室，感叹设计的巧妙，没想到数学也有这种操作
作者: 可梦之    时间: 2023-9-27 13:20
数值分析 发表于 2023-9-27 12:05
/ T- T( j8 |# B% A; N4 A高斯小时候提出的 只是等差数列求和公式吧？

! w! E% ?3 F7 \: `- k: R6 ]. H对对对，1+...+100，本来想说高斯公式，但是高斯公式太多了
作者: 数值分析    时间: 2023-9-28 04:40
又看了一遍，时域变频域的好处似乎应该加上卷积变乘法，在电路里输入卷积上冲激响应等于输出实在是太好用了。
作者: 可梦之    时间: 2023-9-28 08:43
数值分析 发表于 2023-9-28 04:40) b# d7 l% {; }# H7 i4 _
又看了一遍，时域变频域的好处似乎应该加上卷积变乘法，在电路里输入卷积上冲激响应等于输出实在是太好用了 ...

5 w) q7 Q9 D% n( y/ i' b$ b4 I对，还有反着用的。频域乘法后逆拉氏变换不好算，可以用时域的卷积



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