[数学][笔记] 傅里叶变换公式的几种形式 (Several Forms of Fourier Transform Formulas)

实干、实践、积累、思考、创新。 # 傅里叶变换公式的几种形式 研究振动控制、随机振动等,离不开傅里叶变换(Fourier transforms)。对于傅里叶变换,不同文献、书籍有时候会采用不同形式的公式,刚开始看的时候有点凌乱,后面才理清楚,其实不同公式形式本质上都是等价。为了便于后续学习,以下总结几种常见的傅里叶变换公式形式。PS.这里傅里叶变换,指的是非周期函数(周期可以理解为无限长)的傅里叶变换,不是傅里叶级数(Fourier series),傅里叶级数是针对周期函数的说法。 ## 第一种形式 一种通用的形式,\(\Phi \left( p \right)\)和\(F\left( x \right)\)互为傅里叶变换对: $$\Phi \left( p \right) \Leftrightarrow F\left( x \right)$$ $$\Phi \left( w \right) = {1 \over {2\pi …

[数学][软件] FOUR_TRAN Example 3: Earthquake Ground Acceleration Frequency Spectrum Analysis [FOUR_TRAN傅里叶分析工具 案例3: 地震波频谱分析]

实干、实践、积累、思考、创新。 2020 年写的题目,现在已经是2022年了…… 这两天补上笔记                       关于软件( About the Program)   [01] [数学][地震动][软件] FOUR_TRAN: Fourier Analysis Tool [傅里叶分析工具] 案例 ( Examples …

[数学][软件] FOUR_TRAN Example 2: Square Wave Signal Decomposition [FOUR_TRAN傅里叶分析工具使用案例2: 方波信号分解]

实干、实践、积累、思考、创新。 20200205放假期间做的,现在整理出来。整个暑假,因为疫情都待在家中。 简单的傅里叶分析例子,方波信号分解。用前面自己写的 FOUR_TRAN 傅里叶分析工具进行分析。 准备如下的方波信号数据。 打开FOUR_TRAN,导入方波数据,进行傅里叶分析。 将前2阶频率的数据累加,获得下图粉色部分曲线。曲线类似一个sin函数,与方波差异较大。 将前5阶频率的数据累加,获得下图灰色部分曲线,曲线相对有之前多,与方波接近了。 将前20阶频率的数据累加,获得下图蓝色部分曲线,发现曲线以方波为中心进行震荡,并且与方波十分接近了。 接着将前50阶频率的数据累加。 以下是,将前300阶频率的数据累加的结果,可见曲线在离散点上与方波吻合了。方波可以由这么多三角函数累加而成。 绘制成EXCEL图形如下。 关于软件( About the Program)   [01] [数学][地震动][软件] FOUR_TRAN: Fourier Analysis Tool [傅里叶分析工具] 案例 ( Examples ) [01] …

[数学][软件] FOUR_TRAN Example 1: Filtering [FOUR_TRAN傅里叶分析工具使用案例1: 滤波]

实干、实践、积累、思考、创新。 滤波,傅里叶分析的一个应用。用前面自己写的 FOUR_TRAN 傅里叶分析工具进行分析。 函数 y1: y1=10*SIN(2*PI()*0.5*x),振幅为10,频率为0.5; 函数2: y2=0.5*SIN(2*PI()*10*x),振幅为0.5,频率为10; 函数yw 为函数y1与函数y2的叠加: y=y1+y2 从图可见,由于y2振幅小,频率大,y1振幅大,频率小。叠加后y整体趋势与y1类似,相当于在y1的基础上加上了一些波动。 我么记下来通过傅里叶变化,想办法把从y中把这些波动的y2过滤掉。 打开FOUR_TRAN,导入离散后的函数y,并进行傅里叶分析。 从上图可见,傅里叶变换,可准确解析出两个主要频率成分,一个是0.5,一个时10,其中频率为0.5的傅里叶振幅谱大,而频率为10的傅里叶振幅谱小,能量成分低。与我们前面的函数一致。 接着我们把频率为0.5附近的成分累加起来(逆变换),如下图红色部分,红色曲线基本就是最初的y1,y2被成功过滤掉了。 如下,红儿曲线即是过滤掉频率10后的曲线,曲线与y1一致。 接着我们把频率为10附近的成分累加起来(逆变换),得到下图的红色部分,此时红色部分基本是函数y2,y1成功过滤掉了。 这就是简单的滤波的例子。 关于软件( About the Program)   [01] [数学][地震动][软件] FOUR_TRAN: Fourier Analysis …

[数学][地震动][软件] FOUR_TRAN: Fourier Analysis Tool [傅里叶分析工具]

实干、实践、积累、思考、创新。 程序图标 ( Program Icon ) 程序介绍 ( Program Introduction) 简单的离散傅里叶变换(DFT,Discrete Fourier Transform)分析工具,导入数据,进行DFT变化,并获得频率Frequency,相位谱Fourier Phase,幅值谱Fourier Amplitude,功率谱 Power Spectrum等结果。并可任意组合选定频率成分,查看组合结果,滤波功能 (filtering)。直观感性地理解傅里叶变换的魅力。当然,这个东西也可以用来分析地震波。(PS。趁着在家自我隔离的时间学习,希望新型冠状病毒肺炎疫情早日被战胜。) 案例 ( Examples ) [01] [数学][软件] FOUR_TRAN Example 1: Filtering [FOUR_TRAN傅里叶分析工具使用案例1: 滤波] [02] [数学][软件] …