Funcția Heaviside

Funcția Heaviside, H este o funcție necontinuă a cărei valoare este zero pentru o intrare negativă și unu pentru o intrare pozitivă.

Funcția este utilizată în matematica teoriei controlului pentru a reprezenta un semnal care se activează la un moment specificat și rămâne activat pe o perioadă nedeterminată. A fost numită după englezul Oliver Heaviside.

Funcția Heaviside este integrala funcției delta Dirac: H′ = δ. Aceasta se scrie uneori sub forma

  Funcția de pas Heaviside, folosind convenția de semimaximă  Zoom
Funcția de pas Heaviside, folosind convenția de semimaximă  

Forma discretă

De asemenea, putem defini o formă alternativă a funcției de pas Heaviside ca funcție a unei variabile discrete 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}}}

unde n este un număr întreg.

Sau

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)}

Impulsul unitar în timp discret este prima diferență a pasului în timp discret

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].}

Această funcție este suma cumulativă a delta Kronecker:

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

unde

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

este funcția de impuls unitar discret.

 

Reprezentări

Adesea este utilă o reprezentare integrală a funcției de pas Heaviside:

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

Valoarea funcției la 0 poate fi definită ca H(0) = 0, H(0) = ½ sau 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}}}  

Pagini conexe

  • Transformată Laplace
 

Întrebări și răspunsuri

Î: Ce este funcția Heaviside?


R: Funcția Heaviside este o funcție necontinuă a cărei valoare este zero pentru o intrare negativă și unu pentru o intrare pozitivă.

Î: De ce este utilizată funcția Heaviside în teoria controlului?


R: Funcția Heaviside este utilizată în teoria controlului pentru a reprezenta un semnal care se activează la un moment specificat și rămâne activat pe termen nelimitat.

Î: Cine este persoana după care a fost numită funcția Heaviside?


R: Funcția Heaviside a fost numită după englezul Oliver Heaviside.

Î: Care este relația dintre funcția Heaviside și funcția delta Dirac?


R: Funcția Heaviside este integrala funcției delta Dirac: H′(x)= δ(x).

Î: Care este rezultatul funcției Heaviside pentru intrări pozitive?


R: Funcția Heaviside produce unu pentru intrări pozitive.

Î: Care este rezultatul funcției Heaviside pentru intrări negative?


R: Funcția Heaviside produce zero pentru intrări negative.

Î: Ce tip de funcție este funcția Heaviside?


R: Funcția Heaviside este o funcție necontinuă.

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3