1离散和连续能量算子的定义
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离散的含义数学
离散在数学中的含义通常指的是那些不连续的、可以清晰区分的元素及其结构与相互关系。
离散数学是现代数学的一个重要分支,它主要研究的是有限个或可数个元素的集合,这些元素可以是数字、图形、算法等,它们之间的联系不是连续变化的,而是可以逐个列举和区分的。
具体来说:
1.研究对象:离散数学的研究对象通常是那些可以明确计数的个体,如整数、图、树、组合结构等。
2.研究内容:它涉及多个领域,包括但不限于图论、组合数学、逻辑、算法理论、密码学、编码理论等。
3.应用范围:离散数学在计算机科学、优化理论、信息论等领域有广泛的应用,因为这些领域的问题往往涉及到离散的数据结构和算法处理。
4.特点:离散数学的特点在于其能够提供一套工具和方法来处理那些不连续、非数值的问题,这些问题在传统连续数学中可能难以解决。
离散数学的研究方法和结果对于理解和解决现实世界中的许多问题至关重要,尤其是在信息技术和数字化时代背景下。
一种小电流接地系统故障行波精确定位方法赵海龙; 陈钦柱; 梁亚峰; 庞松岭【期刊名称】《《电力系统保护与控制》》【年(卷),期】2019(047)019【总页数】9页(P85-93)【关键词】配电线路; 单端行波测距; VMD; 行波检测; TEO【作者】赵海龙; 陈钦柱; 梁亚峰; 庞松岭【作者单位】海南电网有限责任公司电力科学研究院海南海口 570311; 海南省电网理化分析重点实验室海南海口 570311【正文语种】中文随着社会经济发展和电力市场的逐步放开,建设“自愈、安全、经济、清洁”的坚强智能电网,提供优质的电力与服务尤为重要。
小电流接地系统线路结构复杂,线路的管理维护工作量大,查找故障费时费力,因此对线路故障定位装置有迫切需求,但现有的配网故障监测装置普遍存在接地故障判断不可靠、不具备精确定位功能、供电不可靠,尤其是线路下游负荷不足时无法工作的问题。
为了配电自动化系统的需要和坚强智能电网加快建设,需要在故障后,迅速确定故障点位置,恢复系统的稳定运行状态。
目前对于配电线路行波故障定位技术的研究大都处于理论研究方面,而应用在配电网小电流接地系统的行波精确故障定位技术基本属于空白。
对于单相接地故障的故障精确定位难度大,对于线路较短、配网分支复杂、电缆与架空线路混合等情况难以准确定位[1-3],现有的行波装置信号获取困难,故障数据不能批量上传,不同监测点信号不能精确同步,线路负荷不足时设备无法可靠工作正常检测等问题一直影响定位装置的发展。
行波故障定位由于自身结构和独特的运行特点,在配电网中研究较少,存在一些问题没有很好地解决,实际测距结果准确性不高。
行波法故障定位技术[4-6]的关键在于行波到达时刻的检测,因此行波波头能否准确检测将直接影响行波故障定位法的定位精度。
而单端行波测距法有着成本低、实时性高等诸多优势,所以本文采取一种单端行波测距法[7-9],在小电流接地系统上对行波波头的检测方法进行了研究,以解决线路故障定位难度大的难题。
离散卷积与连续卷积的区别卷积运算是信号处理和图像处理领域中一项重要的数学操作,它在离散领域和连续领域均有应用。
在本文中,我们将重点讨论离散卷积和连续卷积之间的区别。
一、定义与表达方式离散卷积是指离散信号之间的卷积运算。
设x[n]和h[n]分别为两个离散信号,其卷积运算表示为:y[n] = x[n] * h[n]其中,*表示卷积运算,n表示离散时间变量。
连续卷积是指连续信号之间的卷积运算。
设x(t)和h(t)分别为两个连续信号,其卷积运算表示为:y(t) = x(t) * h(t)其中,*表示卷积运算,t表示连续时间变量。
从上述定义可以看出,离散卷积和连续卷积的基本概念是相似的,区别主要在于信号的离散性和连续性。
二、计算方式离散卷积的计算方式是通过对信号的离散点进行求和运算,即使用离散时间变量来表示信号的表达式,将信号进行离散化后进行卷积运算。
连续卷积的计算方式是通过对信号进行积分运算,即使用连续时间变量来表示信号的表达式,将信号进行连续化后进行卷积运算。
因此,离散卷积和连续卷积的计算方式是不同的,离散卷积使用离散点进行求和,而连续卷积使用积分进行连续化。
三、应用领域离散卷积在数字信号处理和计算机视觉方面具有广泛的应用。
在数字信号处理中,离散卷积可以用于滤波、降噪、图像增强等方面。
在计算机视觉中,离散卷积常用于图像的特征提取、物体识别等任务。
连续卷积在信号处理和系统分析方面有着重要的应用。
在信号处理中,连续卷积可以用于系统的响应分析、滤波器的设计等。
在系统分析中,连续卷积可以用于描述系统的输入输出关系,从而了解系统的特性和性能。
四、性质与特点离散卷积具有线性性质和移位不变性。
线性性质表示离散卷积满足叠加定理,即两个信号的线性组合的卷积等于各自卷积的线性组合。
移位不变性表示在离散卷积中,如果两个信号相对于原点的位置发生变化,其卷积不会改变。
连续卷积也具有线性性质和移位不变性。
线性性质表示连续卷积满足叠加定理,即两个信号的线性组合的卷积等于各自卷积的线性组合。
第三章习题基础题3.1 证明cos t , cos(2)t , …, cos()nt (n 为正整数),在区间(0,2)π的正交集。
它是否是完备集? 解:(积分???)此含数集在(0,2)π为正交集。
又有sin()nt 不属于此含数集02sin()cos()0nt mt dt π=⎰,对于所有的m和n 。
由完备正交函数定义所以此函数集不完备。
3.2 上题的含数集在(0,)π是否为正交集?解:由此可知此含数集在区间(0,)π内是正交的。
3.3实周期信号()f t 在区间(,)22T T-内的能量定义为222()TT E f t dt -=⎰。
如有和信号12()()f t f t +(1)若1()f t 与2()f t 在区间(,)22T T-内相互正交,证明和信号的总能量等于各信号的能量之和;(2)若1()f t 与2()f t 不是相互正交的,求和信号的总能量。
解:(1)和信号f(t)的能量为[]222222222221212222()12()()()()()()T T T T T T T T T T E f t dt dtf t dt f t dt f t f t dtf t f t -----===+++⎰⎰⎰⎰⎰(少乘以2)由1()f t 与2()f t 在区间内正交可得2122()()0T T f t f t dt -=⎰则有 22221222()()T T T T E f t dt f t dt --=+⎰⎰即此时和信号的总能量等于各信号的能量之和。
和信号的能量为(2)[]222222222221212222()12()()()()()()T T T T T T T T T T E f t dt dtf t dt f t dt f t f t dtf t f t -----===+++⎰⎰⎰⎰⎰(少乘以2吧?)由1()f t 与2()f t 在区间(,)22T T-内不正交可得 2122()()0T T f t f t dt K -=≠⎰则有2222222212122222()()()()T T T T T T T T E f t dt f t dt K f t dt f t dt ----=++≠+⎰⎰⎰⎰即此时和信号的总能量不等于各信号的能量之和。
离散函数和连续函数的区别函数是数学中最基本的概念之一,它描述了自变量和因变量之间的关系。
函数可以分为两种类型:离散函数和连续函数。
离散函数可以看作是一系列数据点的函数,而连续函数则可以看作是自变量连续变化时的函数。
下文将从多个方面介绍离散函数和连续函数的区别。
1. 定义离散函数是一个集合,它的定义域是有限的或可数的,它只在离散的自变量上有定义。
离散函数是指一个将自变量无限等分成许多小区间,函数只在每个小区间上取一个离散值,这些离散值构成了函数的值域。
例如:抛掷硬币的概率,一家公司每个月的销售额等等。
连续函数则是在定义域内存在的一个连续函数,可以在任意两点之间取到无数个值。
例如,温度、时间、长度等可以连续变化的量都可以用连续函数来描述。
2. 可导性与导数由于离散函数只在离散的自变量上有定义,因此它不具备可导性。
也就是说,离散函数不具有导数这个概念。
连续函数则具备可导性,它可以在任意一点处计算出导数。
导数的概念与连续性密切相关,它描述了函数在任意一点处的变化率。
因此,在很多应用中需要考虑函数的导数,例如:最优化、物理学、工程学等。
3. 表示方法离散函数通常通过表格或者集合的形式来表示,表格中列出了每个自变量对应的函数值。
如果函数的定义域是有限的,则可以通过列出所有的自变量来定义函数。
例如:x 1 2 3 4f(x) 3 5 7 9连续函数则通常用函数的解析式来表示,例如:f(x) = x^2 + 2x + 1这个函数的定义域是整个实数轴,因此它可以在任意一点处取值,并且函数在整个定义域内都是连续的。
4. 取值方式离散函数的取值方式是离散的,也就是说在每个自变量值的确定范围内,函数只能取离散的一些数值。
例如:在这个例子中,函数的取值只能是3、5、7、9这几个数值。
f(x) = cos(x)5. 极限极限是函数的一种重要的概念,描述了函数在某个点附近的近似值。
对于连续函数来说,极限是指函数在某个点的无穷小变化量。
离散数学-详解离散数学(Discrete Mathematics)目录• 1 什么是离散数学• 2 离散数学的发展• 3 离散数学与现代信息技术• 4 参考文献什么是离散数学离散数学是研究离散量的结构及其相互关系的数学学科,离散数学是数学几个分支的总称,研究基于离散空间而不是连续的数学结构。
更一般地,离散数学被视为处理可数集合(与整数子集基数相同的集合,包括有理数集但不包括整数集)的数学分支。
与光滑变化的实数不同,离散数学的研究对象———例如整数、图和数学逻辑中的命题———不是光滑变化的,而是拥有不等、分立的值。
离散数学中的对象集合可以是有限或者是无限的。
特别是,有限数学一词通常指代离散数学处理有限集合的那些部分,特别是在与商业相关的领域。
包括基本的概率论、线性规划、矩阵和行列式的理论。
离散数学的应用遍及现代科学技术的诸多领域,它在各学科领域,特别在计算机科学与技术领域有着广泛的应用,同时离散数学也是程序设计语言、数据结构、操作系统、编译技术、人工智能、数据库、算法设计与分析、理论计算机科学等必不可少的科研基础。
离散数学的发展历史上,离散数学涉及各个领域的一系列挑战性问题。
在图论中,大量研究的动机是企图证明四色定理。
这些研究虽然从1852年开始,但是直至1976年四色理论才得到证明,是由肯尼斯·阿佩尔和沃尔夫冈·哈肯大量使用计算机辅助来完成的。
在逻辑领域,大卫·希尔伯特于1900年提出的公开问题清单的第二个问题是要证明算术公理是一致的。
1931年,库尔特·哥德尔的第二不完备定理证明这是不可能的———至少算术本身不可能。
大卫·希尔伯特的第十个问题是要确定某一整系数多项式丢番图方程是否有一个整数解。
1970年,尤里·马季亚谢维奇证明这不可能做到。
第二次世界大战时盟军基于破解纳粹德军密码的需要,带动了密码学和理论计算机科学的发展。
英国的布莱切利园因而发明出第一部数字电子计算器———巨像计算机。
1 离散和连续能量算子的定义
无衰减自由振荡的线性振子的运动方程为:0=+x k x m
,通解为一个余弦函数:)cos()(θω+=t A t x 。
用简单的数学来分析和跟踪窄带信号的能量,这就是所谓的非线性能量跟踪算子,简称能量算子,记作ψ。
对于连续信号)(t x ,能量算子的定义式为:
)()()]([)()())(()]([2
2
22t x t x t x dt
t x d t x dt t dx t x C -=-=ψ 将)(t x 代入上式可得22)]([ωψA t x C =,能反映并跟踪能量的变化。
离散信号的能量算子为)1()1()()]([2+--=n x n x n x n x d ψ。
用离散差分方程代替连续时间变量的导数,可得到c ψ和b ψ之间的映射关系:
后向差分:
前向差分:
平衡差分:
2 能量算子分离算法
无论是连续信号还是离散信号,都可以用能量分离算法获得它们的瞬时幅度信号和瞬时频率信号。
连续信号:
由连续能量算子的计算公式可得到:
⎩⎨⎧≈≈)
()()]([)
()()]([42
22t t a t x t t a t x i c i c ωψωψ 联合可求解得到 )]([)]
([)(t x
t x t a c c ψψ=
)]([)]([)(t x t x t c c i ψψω = 对这两式进行解调即可。
离散信号:
我们用连续时间信号类似的推导,并采用后向差分可推得:
2
)
)]
([2)]1()([1(1)]
([)(n x n x n x n x n a d d d ψψψ----=
平衡差分:
)]
1()1([)]
([2)(--+=
n x n x n x n a d d ψψ
后向差分
00.10.20.30.40.50.60.7
5001000
1500能量算子包络结果
t/s 幅值/(m /s 2)
100200300400
5006007008009001000
01234解调谱
频率/Hz
幅值/(m /s 2)
平衡差分
00.10.20.30.40.50.60.7
200400
600能量算子包络结果
t/s 幅值/(m /s 2
)
0100200300400
5006007008009001000
解调谱
频率/Hz
01002003004005006007008009001000
-1.5
-1
-0.5
0.5
1
1.5
0.010.020.030.04
0.050.060.070.080.090.1
能量算子包络hilbert 包络结果比较
t/s
幅值/(m /s 2)。