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Python信號分析 | 連續信號的s域分析

系統 1796 0

1、拉普拉斯變換
在MATLAB中,拉普拉斯變換調用格式如下:
(1) F=laplace(f)
對f(t)進行拉普拉斯變換,其結果為F(s);
(2) F=laplace(f,v)
對f(t)進行拉普拉斯變換,其結果為F(v);
(3) F=laplace(f,u,v)
對f(u)進行拉普拉斯變換,其結果為F(v);
在調用laplace函數前,要用syms命令對所有需要用到的變量等進行說明,即說明是符號變量。
Python中用laplace_transform來計算信號的拉普拉斯變換,其用法與MATLAB中laplace函數用法類似。

例:Python代碼如下:

            
              """
    拉普拉斯變換
"""
from sympy import laplace_transform,exp,sin,plot
from sympy.abc import t,s,a
ft=exp(-t)*sin(a*t)
F=laplace_transform(ft,t,s)
print(F)

            
          

在這里插入圖片描述
2、拉普拉斯逆變換
在MATLAB中,拉普拉斯逆變換調用格式如下:
(1) f=ilaplace(F)
對F(s)進行拉普拉斯變換,其結果為f(t);
(2) f=ilaplace(F,u)
對F(w)進行拉普拉斯變換,其結果為f(u);
(3) f=ilaplace(F,v,u)
對F(v)進行拉普拉斯變換,其結果為f(u);
在調用ilaplace函數前,要用syms命令對所有需要用到的變量等進行說明,即說明是符號變量。
Python中用inverse_laplace_transform來計算信號的拉普拉斯變換,其用法與MATLAB中ilaplace函數用法類似。

例:Python代碼如下:

            
              """
    拉普拉斯逆變換
"""
from sympy import inverse_laplace_transform,exp,Symbol
from sympy.abc import t,s,a
F=(4*s+5)/(s**2+5*s+6)
ft=inverse_laplace_transform(F,s,t)
print(ft)

            
          

運行結果
3、s域部分分式展開
在MATLAB中,函數residue可以得到復雜有理分式F(s)的部分分式展開式,其調用格式為:

            
              [r,p,k]=residue(num,den)

            
          

其中,num、den分別為F(s)的分子和分母多項式的系數向量,r為部分分式的系數,p為極點,k為F(s)中整式部分的系數,若F(s)為有理真分式,則k為零。
Python與MATLAB中相似,也是利用residue得到復雜有理分式的部分分式展開式。

例:Python中代碼如下:

            
              """
    s域部分分式展開
"""
import scipy.signal as sig
num=[1,2]
den=[1,4,3,0]
r,p,k=sig.residue(num,den)
print(r)
print(p)
print(k)

            
          

運行結果:
在這里插入圖片描述
—————E N D————


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