拉普拉斯变换与傅里叶变换在信号理论中的优势是什么?

信息处理 傅里叶变换 拉普拉斯变换
2022-02-20 10:35:00

拉普拉斯变换与傅里叶变换在信号理论中的优势是什么?

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拉普拉斯变换可以捕捉系统的瞬态行为。傅立叶变换仅捕获稳态行为。当然,拉普拉斯变换还要求您在复杂的频率空间中进行思考,这可能有点尴尬,并且使用代数公式而不是简单的数字进行运算。

如果您想查看信号随时间的功率分布,傅里叶变换通常是最简单的方法。但是,如果您想了解当您拨动电灯开关时系统会做什么,您通常需要拉普拉斯变换。

此外,傅里叶变换沿两侧拉普拉斯变换jω

轴捕获线性系统的耗散/再生特性。虽然频率传递函数中存在稳定性的波特标准,但轴在反馈稳定性分析中非常有用,例如根轨迹图。 σσ

傅里叶主要用于描述信号,而拉普拉斯与信号传播的系统相关联。

这些概念自然地推广到更高的维度,例如复波数。一种σ可以对波导中的皮肤效应等建模。

从广义上讲(并且过于简化),我会说拉普拉斯变换(LT)更适合符号计算和系统分析,而傅里叶变换(FT)对于数值计算和信号分析非常有用。

一个显着的区别是它们运行的​​数学空间:FT 在L2我们有Plancherel定理的空间(甚至在L1空间),而 LT(通常)仅定义为t>0(或者有时,它们都称为单边LT)。