Hoppa till innehållet
Hem

Heavisidefunktion

Heavisidefunktionen H är en icke-kontinuerlig funktion vars värde är noll för en negativ inmatning och ett för en positiv inmatning. Funktionen används inom matematiken i styrteori för att representera en signal som aktiveras vid en bestämd tidp…

Heavisidefunktionen H är en icke-kontinuerlig funktion vars värde är noll för en negativ inmatning och ett för en positiv inmatning.

Funktionen används inom matematiken i styrteori för att representera en signal som aktiveras vid en bestämd tidpunkt och förblir aktiverad på obestämd tid. Den har fått sitt namn efter engelsmannen Oliver Heaviside.

Heaviside-funktionen är integralen av Dirac-deltafunktionen: H′ = δ. Detta skrivs ibland som

 

Diskret form

Vi kan också definiera en alternativ form av Heavisides stegfunktion som en funktion av en diskret variabel n:

H [ n ] = { 0 , n < 0 1 , n ≥ 0 {\displaystyle H[n]={\begin{cases}0,&n<0\\\1,&n\geq 0\end{cases}}} {\displaystyle H[n]={\begin{cases}0,&n<0\\1,&n\geq 0\end{cases}}}

där n är ett heltal.

Eller

H ( x ) = lim z → x - ( ( | z | / z + 1 ) / 2 ) {\displaystyle H(x)=\lim _{z\rightarrow x^{-}}((|z|/z+1)/2)} {\displaystyle H(x)=\lim _{z\rightarrow x^{-}}((|z|/z+1)/2)}

Den diskreta tidsenhetsimpulsen är den första differensen av det diskreta tidssteget.

δ [ n ] = H [ n ] - H [ n - 1 ] . {\displaystyle \delta \left[n\right]=H[n]-H[n-1]. } {\displaystyle \delta \left[n\right]=H[n]-H[n-1].}

Denna funktion är den kumulativa summeringen av Kroneckerdeltat:

H [ n ] = ∑ k = - ∞ n δ [ k ] {\displaystyle H[n]=\sum _{k=-\infty }^{n}\delta [k]\,} {\displaystyle H[n]=\sum _{k=-\infty }^{n}\delta [k]\,}

där

δ [ k ] = δ k , 0 {\displaystyle \delta [k]=\delta _{k,0}\,} {\displaystyle \delta [k]=\delta _{k,0}\,}

är den diskreta enhetsimpulsfunktionen.

 

Representationer

Ofta är en integralrepresentation av Heavisides stegfunktion användbar:

H ( x ) = lim ϵ → 0 + - 1 2 π i ∫ - ∞ ∞ 1 τ + i ϵ e - i x τ d τ = lim ϵ → 0 + 1 2 π i ∫ - ∞ ∞ 1 τ - i ϵ e i x τ d τ . {\displaystyle H(x)=\lim _{\epsilon \to 0^{+}}-{1 \over 2\pi \mathrm {i} }\int _{-\infty }^{\infty }{1 \over \tau +\mathrm {i} \epsilon }\mathrm {e} ^{-\mathrm {i} x\tau }\mathrm {d} \tau =\lim _{\epsilon \to 0^{+}}{1 \over 2\pi \mathrm {i} }\int _{-\infty }^{\infty }{1 \over \tau -\mathrm {i} \epsilon }\mathrm {e} ^{\mathrm {i} x\tau }\mathrm {d} \tau . } {\displaystyle H(x)=\lim _{\epsilon \to 0^{+}}-{1 \over 2\pi \mathrm {i} }\int _{-\infty }^{\infty }{1 \over \tau +\mathrm {i} \epsilon }\mathrm {e} ^{-\mathrm {i} x\tau }\mathrm {d} \tau =\lim _{\epsilon \to 0^{+}}{1 \over 2\pi \mathrm {i} }\int _{-\infty }^{\infty }{1 \over \tau -\mathrm {i} \epsilon }\mathrm {e} ^{\mathrm {i} x\tau }\mathrm {d} \tau .}  

H(0)

Funktionens värde vid 0 kan definieras som H(0) = 0, H(0) = ½ eller H(0) = 1.

H ( x ) = 1 + sgn ( x ) 2 = { 0 , x < 0 1 2 , x = 0 1 , x > 0. {\displaystyle H(x)={\frac {1+\operatorname {sgn}(x)}{2}}={\begin{cases}0,&x<0\\{\frac {1}{2}},&x=0\\1,&x>0.\end{cases}}} {\displaystyle H(x)={\frac {1+\operatorname {sgn}(x)}{2}}={\begin{cases}0,&x<0\\{\frac {1}{2}},&x=0\\1,&x>0.\end{cases}}}  

Relaterade sidor

  • Laplace-transformation
 

Frågor och svar

F: Vad är Heaviside-funktionen?

S: Heaviside-funktionen är en icke-kontinuerlig funktion vars värde är noll för en negativ ingång och ett för en positiv ingång.

F: Varför används Heaviside-funktionen i reglerteori?

S: Heaviside-funktionen används i reglerteori för att representera en signal som slås på vid en viss tidpunkt och förblir påslagen i det oändliga.

F: Vem är personen efter vilken Heaviside-funktionen fick sitt namn?

S: Heaviside-funktionen har fått sitt namn efter engelsmannen Oliver Heaviside.

F: Vad är förhållandet mellan Heaviside-funktionen och Dirac delta-funktionen?

S: Heavisidefunktionen är integralen av Dirac deltafunktionen: H′(x)= δ(x).

F: Vad ger Heavisidefunktionen för positiva indata?

S: Heaviside-funktionen ger ett värde för positiva indata.

F: Vad ger Heaviside-funktionen för negativa ingångsvärden?

S: Heaviside-funktionen ger noll för negativa indata.

F: Vilken typ av funktion är Heaviside-funktionen?

S: Heaviside-funktionen är en icke-kontinuerlig funktion.

Relaterade artiklar

Författare

AlegsaOnline.com Heavisidefunktion

URL: https://sv.alegsaonline.com/art/43136

Dela