第二十三讲 狄拉克函数(冲激函数)
一,脉冲及建立模型
- 在一个时间区间上的作用等于,如果是恒定的,则
- 如图:
- 在小车上作用一个脉冲(一个力使小车左移或右移一段时间),假设时间从0到h,冲量是1(曲线下的面积是1)如图:
- 假设没有阻尼,弹簧常数,建立数学模型(参照第九讲):
- 因为,是单位方框函数(参考第二十二讲)
- 所以
二,用拉普拉斯变换解这个微分方程(参考第二十讲):
- 初始条件:,
- 第一步:两边拉氏变换
- 左边:
- 代入初始条件:,
- 左边:
- 右边:
- 右边:(当时,;当时,,拉氏变换只关注)
- 右边:(因为时,,所以可以用延迟定理1)
- 右边:
- 左边等于右边:
- 第二步:解出(省略)
- 第三步:拉式逆变换(省略)
三,狄拉克函数:
- 当时,变得越来越窄,越来越高,因为冲量始终为1
- 运用洛必达法则:
- 定义:,
- 性质:,含义:冲量始终为1
- 卷积:
- 由于不唯一(参考第二十二讲第六节),因此要在前面乘上
- 原式变为:
- 意义:对于卷积的运算的作用就像单位量,具有所有乘法的性质
- 狄拉克函数和单位阶跃函数一样,是不可微函数,在上
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