卷積積分是一種數(shù)學運算他嫡,那么既然是數(shù)學運算番官,那么就得有數(shù)學的特性——定義、性質(zhì)钢属、定理徘熔。
本文將從卷積積分的理論、案例淆党、求解方法近顷、知識圖譜四方面介紹卷積積分!
一宁否、【理論】卷積積分的理論
· 卷積積分定義:
? 卷積積分理解:
卷積積分定義描述得如此抽象窒升,能不能給個生動點的描述?有的慕匠,看下文饱须!
字面上理解:
卷積:卷,把蛋卷起來台谊,叫蛋卷蓉媳,卷積,就是把多個蛋卷 積起來锅铅,求重疊部分面積酪呻!
符號:卷積是一種數(shù)學運算,我們學過的數(shù)學運算有加減乘除盐须,那么我們來看看玩荠,卷積的符號和加號、乘號的關(guān)系!
故事上理解:
如果你每天都到地下去打臺球阶冈,那么老板每天都要扇你一巴掌闷尿,不過當老板打你一巴掌后,你5分鐘就消腫了女坑,所以時間長了填具,你甚至就適應(yīng)這種生活了……
如果有一天,老板忍無可忍匆骗,以0.5秒的間隔開始不間斷的扇你的過程劳景,這樣問題就來了,第一次扇你鼓起來的包還沒消腫碉就,第二個巴掌就來了盟广,你臉上的包就可能鼓起來兩倍高,老板不斷扇你铝噩,脈沖不斷作用在你臉上衡蚂,效果不斷疊加了窿克,這樣這些效果就可以求和了骏庸,結(jié)果就是你臉上的包的高度隨時間變化的一個函數(shù)了(注意理解);
如果老板再狠一點年叮,頻率越來越高具被,以至于你都辨別不清時間間隔了,那么只损,求和就變成積分了一姿。可以這樣理解跃惫,在這個過程中的某一固定的時刻叮叹,你的臉上的包的鼓起程度和什么有關(guān)呢?和之前每次打你都有關(guān)爆存!但是各次的貢獻是不一樣的蛉顽,越早打的巴掌,貢獻越小先较,所以這就是說携冤,某一時刻的輸出是之前很多次輸入乘以各自的衰減系數(shù)之后的疊加而形成某一點的輸出,然后再把不同時刻的輸出點放在一起闲勺,形成一個函數(shù)曾棕,這就是卷積,卷積之后的函數(shù)就是你臉上的包的大小隨時間變化的函數(shù)菜循。
本來你的包幾分鐘就可以消腫翘地,可是如果連續(xù)打,幾個小時也消不了腫了,這難道不是一種平滑過程么子眶?反映到劍橋大學的公式上瀑凝,f(a)就是第a個巴掌,g(x-a)就是第a個巴掌在x時刻的作用程度臭杰,乘起來再疊加就ok了粤咪。
大家說是不是這個道理呢?我想這個例子已經(jīng)非常形象了渴杆,你對卷積有了更加具體深刻的了解了嗎寥枝?
? 卷積積分性質(zhì):
微積分性質(zhì)和時移特性最喜歡被沖激函數(shù)和階躍函數(shù)使用:階躍函數(shù)的導(dǎo)數(shù)為沖激函數(shù)
二磁奖、【案例】卷積積分的典型應(yīng)用
· 案例1:與沖激函數(shù)的卷積
· 案例2:與階躍函數(shù)的卷積
三囊拜、【方法】卷積積分的求解方法
求解卷積積分的方法應(yīng)結(jié)合多種方法一起用
· 公式法求解卷積積分:
公式法包括了:定義法和性質(zhì)法
? 圖解法求解卷積積分:
圖解法舉例:
http://www.docin.com/p-875032548.html?docfrom=rrela
四、【圖譜】卷積積分的知識圖譜
花了這么久學的一個知識比搭,我們總得知道他所處的知識體系的位置吧冠跷!廢話不多說,看圖身诺!
卷積本身的知識圖譜:
卷積在信號與系統(tǒng)中的位置:
四蜜托、問題補充:
1. 卷積積分和普通積分的區(qū)別?
結(jié)論是:普通積分相當于加法霉赡,卷積積分相當于加權(quán)疊加橄务。
理由是:我們知道圖形積分,就是把無限多個寬度相等的長條進行累加穴亏。而卷積積分相當于在進行長條累加的時候蜂挪,加入了權(quán)重。這就像古代交易,有的長條是金條,有的是銀條盟蚣,有的是銅條。這時候就不能用一般的加法運算了严肪,就需要加入權(quán)重。