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布朗运动与积分器

已有 3074 次阅读 2023-2-21 20:57 |个人分类:随机过程|系统分类:科研笔记

根据爱因斯坦布朗运动基本假设和《物理学实验规律布朗运动的瞬时速度(导数)为白噪声


式中x(t)为布朗粒子在t时刻的位移n(t)为白噪声

x(0)=0则有

x(t)白噪声n(t)[0t]区间上的积分

因此在工程技术领域,就将布朗运动x(t)定义为白噪声n(t)通过积分器的输出,并用图1所示的积分系统来实现布朗运动的仿真及实验研究

积分器.png

1 实现布朗运动的积分器

由于白噪声n(t)的功率谱密度为常数,因此白噪声n(t)通过图1所示的积分器后系统输出x(t)的频域特性就完全取决于积分器传递函数H()特性,因此,可把布朗运动位移x(t)随机特性的研究转变为对积分器确定性频域特性H()的研究

积分器具有低通滤波特性,白噪声中的低频分量被放大,高频分量被衰减,白噪声通过积分器后成为能量集中在低频段的红噪声布朗噪声或1/f2噪声)。

另外,积分器具有记忆性,积分器当前时刻的输出x(t)不仅与当前时刻的输入n(t)有关,而且与之前所有时刻的输入n(t)有关,表明布朗运动位移x(t)具有很强的“记忆性”和“相关性”


参考:

爱因斯坦布朗运动基本假设的数学表述




https://blog.sciencenet.cn/blog-3418723-1377329.html

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