[Matlab] Symbolic 常用變換計(jì)算函數(shù)的卷積

Matlab 中提供的 conv 函數(shù)只能計(jì)算矩陣的卷積,計(jì)算函數(shù)的卷積就需要借助Fourier 變換供填、Laplace 變換及相應(yīng)逆變換等常見(jiàn)的變換泡一。

1 Fourier變換

??根據(jù)卷積性質(zhì)创夜,\mathcal{F}\lbrack f \ast g \rbrack = \mathcal{F}\lbrack f \rbrack \cdot \mathcal{F} \lbrack g \rbrack,于是 f \ast g = \mathcal{F}^{-1} \left[ \mathcal{F}\lbrack f \rbrack \cdot \mathcal{F} \lbrack g \rbrack \right]通惫,示例代碼如下茂翔。

syms t

convF = @(f1, f2, z) symfun(ifourier(fourier(f1) .* fourier(f2), z), z);

fn1 = sin(t);
fn2 = rectangularPulse(0, 2, t); % u(t)-u(t-2)
fn3 = convF(fn1, fn2, t);

% convert to double values
double(fn3(-5 : .1 : 5));

% plot function
fplot(fn3);
Fourier 變換求卷積

2 Laplace變換

由于可能需要求解的函數(shù)都不為周期函數(shù),或者有時(shí)Fourier變換的方法計(jì)算結(jié)果Matlab無(wú)法化簡(jiǎn)履腋,用Laplace變換似乎是更好的選擇珊燎。原理是一樣的,f \ast g = \mathcal{L}^{-1} \left[ \mathcal{L}\lbrack f \rbrack \cdot \mathcal{L} \lbrack g \rbrack \right],示例代碼只需要修改 convF俐末。

convL = @(f1, f2, z) symfun(ilaplace(laplace(f1) .* laplace(f2), z), z);

syms t
fn1 = rectangularPulse(-0.5, 1, t); % u(t+0.5)-u(t-1)
fn2 = rectangularPulse(0, 2, t) .* (t ./ 2);
fn3 = convL(fn1,fn2,t); % use Laplace transform
fplot(fn3);
Laplace 變換求卷積
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