ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Γενικά τι είναι σύστηµα - Ορισµός.

Σχετικά έγγραφα
2. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Γενικά τι είναι σύστηµα - Ορισµός. Τρόποι σύνδεσης συστηµάτων.

2. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Γενικά τι είναι σύστηµα - Ορισµός. Τρόποι σύνδεσης συστηµάτων.

ΣΥΝ ΕΣΕΙΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Κατηγορίες των συστημάτων ανάλογα με τον αριθμό και το είδος των επιτρεπομένων εισόδων και εξόδων.

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 3: Εισαγωγή στα Συστήματα. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

2. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Γενικά τι είναι σύστηµα - Ορισµός. Τρόποι σύνδεσης συστηµάτων.

( s ) Παραγώγιση στο χρόνο. Ολοκλήρωση στο χρόνο. Θεώρηµα αρχικής και τελικής τιµής Ο ΜΟΝΟΠΛΕΥΡΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE. Σεραφείµ Καραµπογιάς

ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE

Αντιστρέψιµα και µη αντιστρέψιµα συστήµατα

Όταν θα έχουµε τελειώσει το Κεφάλαιο αυτό θα µπορούµε να:

ΘΕΩΡΙΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΣ. Κεφάλαιο 7-8 : Συστήματα Δειγματοληψία Χρήστος Ξενάκης. Πανεπιστήμιο Πειραιώς, Τμήμα Ψηφιακών Συστημάτων

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Ενότητα 2: ΠΕΡΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Τι είναι σήµα; Ωςσήµαορίζεταιέναφυσικόµέγεθοςτοοποίοµεταβάλλεταισεσχέσηµετοχρόνοή το χώρο ή µε οποιαδήποτε άλλη ανεξάρτητη µεταβλητή ή µεταβλητές.

ορίσουμε το Μετασχηματισμό Laplace (ML) και το Μονόπλευρο Μετασχηματισμό Laplace (MML) και να περιγράψουμε τις βασικές διαφορές τους.

4 ο ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Τυπική µορφή συστήµατος 2 ας τάξης

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 4: Μελέτη των Γραμμικών και Χρονικά Αμετάβλητων Συστημάτων. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Εισαγωγή στην Ανάλυση και Προσοµοίωση Δυναµικών Συστηµάτων

Ανάλυση Σ.Α.Ε στο χώρο κατάστασης

ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. Μετασχηµατισµός Laplace. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

Εισαγωγή στην Ανάλυση και Προσοµοίωση Δυναµικών Συστηµάτων

Χρήστος Ξενάκης. Πανεπιστήμιο Πειραιώς, Τμήμα Ψηφιακών Συστημάτων

4. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ FOURIER

Τι είναι σήμα; Παραδείγματα: Σήμα ομιλίας. Σήμα εικόνας. Σεισμικά σήματα. Ιατρικά σήματα

Εισαγωγή στην Ανάλυση και Προσοµοίωση Δυναµικών Συστηµάτων

Περιγραφή Συστηµάτων Αυτοµάτου Ελέγχου

ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Εισαγωγή στα Σήµατα Εισαγωγή στα Συστήµατα Ανάπτυγµα - Μετασχηµατισµός Fourier Μετασχηµατισµός Z

ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. Χώρος Κατάστασης Μοντέλα Πεπερασµένων Διαφορών & Παραγώγων

, του συστήµατος. αλλιώς έχουµε. 10π 15π

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 13: Μελέτη ΓΧΑ Συστημάτων με τον Μετασχηματισμό Laplace. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

Τι είναι σήµα; Σεραφείµ Καραµπογιάς

6. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE

Παρατηρήσεις για το µετασχηµατισµό Laplace

Ζητείται να µελετηθεί το εν λόγω σύστηµα µε είσοδο βηµατική συνάρτηση δηλαδή () =(). (3)

ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ

Γενική εικόνα τι είναι σήµα - Ορισµός. Ταξινόµηση σηµάτων. Βασικές ιδιότητες σηµάτων. Μετατροπές σήµατος ως προς το χρόνο. Στοιχειώδη σήµατα.

4. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ FOURIER

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

Συστήµατα τα οποία χαρακτηρίζονται από γραµµικές εξισώσεις διαφορών µε σταθερούς συντελεστές

HMY 429: Εισαγωγή στην Επεξεργασία Ψηφιακών

εύτερο παράδειγµα ΓΧΑ συστήµατος. Κύκλωµα RLC.

ΘΕΜΑ 2 1. Υπολογίστε την σχέση των δύο αντιστάσεων, ώστε η συνάρτηση V

Συστήµατα τα οποία χαρακτηρίζονται από γραµµικές εξισώσεις διαφορών µε σταθερούς συντελεστές

ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ FOURIER ΔΙΑΚΡΙΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ 1 ης ΤΑΞΗΣ (Κεφ. 18)

ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ Κυκλική Συνέλιξη. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ι

Πρόλογος... i ΑΝΑΦΟΡΕΣ ΓΙΑ ΠΕΡΑΙΤΕΡΩ ΜΕΛΕΤΗ... 77

Συστήµατα τα οποία χαρακτηρίζονται από γραµµικές εξισώσεις διαφορών µε σταθερούς συντελεστές

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. Ανάλυση Ηλεκτρικού Σήµατος

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών

Σ. Φωτόπουλος -1- ΨΕΣ- AΣΚΗΣΕΙΣ-ΛΥΣΕΙΣ- Κεφάλαιο 2 ο

3. Κεφάλαιο Μετασχηματισμός Fourier

Ανάλυση υναµικής ιεργασιών

Παράδειγµα ενός ηλεκτρικού συστήµατος

Προηγµένες Υπηρεσίες Τηλεκπαίδευσης στο Τ.Ε.Ι. Σερρών

Μετασχηµατισµός Ζ (z-tranform)

Θέματα Εξετάσεων Ιουνίου 2003 στο μάθημα Σήματα και Συστήματα και Λύσεις

ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΟ ΓΕΝΙΚΟ ΠΛΑΝΟ 2019Κ7-1

Σεραφείµ Καραµπογιάς ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Κυκλώματα με ημιτονοειδή διέγερση

Ο μετασχηματισμός z αντιστοιχεί στην ακολουθία συνάρτηση: Xz ()

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

e 5t (sin 5t)u(t)e st dt e st dt e 5t e j5t e st dt s j5 j10 (s + 5 j5)(s j5)

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες. Δομή της παρουσίασης

Σήματα και Συστήματα

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 9: Μελέτη ΓΧΑ Συστημάτων με τον Μετασχηματισμό Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ. Συστήµατα Αυτοµάτου Ελέγχου Ι. Ασκήσεις Πράξης. . Καλλιγερόπουλος Σ. Βασιλειάδου. Χειµερινό εξάµηνο 2008/09

Διάλεξη 2. Συστήματα Εξισώσεων Διαφορών ΔιακριτάΣήματαστοΧώροτης Συχνότητας

Παράδειγμα 14.2 Να βρεθεί ο μετασχηματισμός Laplace των συναρτήσεων

dv C Στον πυκνωτή η ένταση προηγείται της τάσης ενώ στο πηνίο η ένταση υστερεί της τάσης.

Εισαγωγή στη Θεωρία Σημάτων και Συστημάτων

Δυναμική Μηχανών I. Επίλυση Προβλημάτων Αρχικών Συνθηκών σε Συνήθεις. Διαφορικές Εξισώσεις με Σταθερούς Συντελεστές

Γραμμικά Χρονικά Αμετάβλητα Συστήματα. Ψ.Ε.Σ.Ε. Σ. Θεοδωρίδης 1

ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΕΠΟΠΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ

ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΣΕ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΔΙΕΓΕΡΣΕΙΣ

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ FOURIER

ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ Ξεκινάµε µε την µοναδιαία κρουστική συνάρτηση δ ( t)

HMY 429: Εισαγωγή στην Επεξεργασία Ψηφιακών

Παράδειγµα Θεωρείστε το σύστηµα: αυτοκίνητο επάνω σε επίπεδη επιφάνεια κάτω από την επίδραση δύναµης x( t ) : v(t)

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

ΚΥΡΙΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Aνάλυση Σήματος. 2 η Σειρά Ασκήσεων Θεόδωρος Αλεξόπουλος

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες. Δομή της παρουσίασης

Κυκλώματα, Σήματα και Συστήματα

HMY 102 Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Συλλογή μεταφορά και. Κεφάλαιο 2 ο ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ - ΑΙΣΘΗΤΗΡΙΑ

Υλοποιήσεις Ψηφιακών Φίλτρων

1) Τι είναι ένα Σύστημα Αυτομάτου Ελέγχου 2) Παραδείγματα εφαρμογών Συστημάτων Ελέγχου 3) Τι είναι ανατροφοδότηση (Feedback) και ποιες είναι οι

Ανάλυση Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ι

3. Δίνεται ψηφιακό σύστημα που περιγράφεται από τη σχέση. y[n] = x[n]-2x[n-1] y[n] = x[n]-2x[1-n]

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Transcript:

. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Γενικά τι είναι σύστηµα - Ορισµός. Τρόποι σύνδεσης συστηµάτων. Κατηγορίες των συστηµάτων ανάλογα µε τον αριθµό και το είδος των επιτρεποµένων εισόδων και εξόδων. Ιδιότητες των συστηµάτων, όπως γραµµικό σύστηµα, αιτιάτο σύστηµα, αντιστρέψιµο σύστηµα, ευστάθες σύστηµα, στατικό - δυναµικό σύστηµα και σύστηµα χρονικά αναλλοίωτο.

Μεγέθη τα οποία περιγράφουν τη συµπεριφορά των συστηµάτων, όπως η κρουστική απόκριση, η συνάρτηση µεταφοράς και η απόκριση συχνότητας. Φυσική σηµασία των παραπάνω µεγεθών. Προσδιοσµός της εξόδου ενός συστήµατος, όταν είναι γνωστή η είσοδο και η κρουστική απόκρισή του. Μελέτη απλών ηλεκτρονικών και µηχανικών συστήµατων. -

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ως σύστηµα ορίζουµε την οντότητα εκείνη η οποία επενεργώντας σε ένα σήµα x() έχει σαν αποτέλεσµα ένα άλλο σήµα y(). Η δράση ενός συστήµατος περιγράφεται σχηµατικά x ( ) Είσοδος S Έξοδος y ( ) Σχηµατική περιγραφή του συστήµατος S. x() είναι το σήµα εισόδου ή απλά η είσοδος του συστήµατος και y() η έξοδος του συστήµατος. Ένα σύστηµα µπορεί να θεωρηθεί ως ένας µετασχηµατισµός µεταξύ σηµάτων y( ) = S{x( )} -

Ο παραπάνω ορισµός είναι γενικός και µπορεί να περιγράψει πολλά φυσικά συστήµατα όπως Ηλεκτρικά κυκλώµατα. Μηχανικά συστήµατα (η κίνηση ενός κινητού, ενός ροµποτικού βραχίονα). Ένα επικοινωνιακό κανάλι. Υπολογιστές. Ανάλογα µε τον αριθµό και το είδος και τη φύση των επιτρεποµένων εισόδων-εξόδων τα συστήµατα διακρίνονται: Συστήµατα µιας εισόδου µιας εξόδου (single-inpu single-oupu SISO). Πολυκαναλικά συστήµατα (single-inpu muli-oupu SIMO, MISO και MIMO). Συστήµατα συνεχούς χρόνου ή αναλογικά συστήµατα - Συστήµατα διακριτού χρόνου. -

Παραδείγµατα απλών συστηµάτων είναι Η ηλεκτρική αντίσταση R i ( ) υin ( ) Ο πυκνωτής C υ ( ) R in R i ( ) = C i ( ) = C i ( ) υc ( ) dυ c ( ) d C= Qc υc i ( ) = d Q ( ) d Το πηνίο L i ( ) L υ ( ) L υ L ( ) = L di ( ) d -5

Παρατηρούµε ότι το σήµα εισόδου υin() και το σήµα εξόδου υο() ενός κυκλώµατος RC συνδέονται µε την εξίσωση A υin ( ) B i ( ) υ o ( ) C RC d υ ( ) + υ ( ) = υin ( ) d Γ Γενικά το σήµα εισόδου x() και το σήµα εξόδου y() ενός συστήµατος συνδέονται µε µία διαφορική εξίσωση µε σταθερούς συντελεστές οι οποίοι εξαρτώνται από τα επιµέρους στοιχεία του συστήµατος. Η διαφορική αυτή εξίσωση έχει τη γενική µορφή d k y ( ) M d k x ( ) ak d k = bk d k k = k = N Η τάξη του συστήµατος προσδιορίζεται από τη µεγαλύτερη παράγωγο της εξόδου, η οποία εµφανίζεται στη διαφορική εξίσωση. -6

ΣΥΝ ΕΣΕΙΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Η ανάλυση ενός πολύπλοκου συστήµατος διευκολύνεται σηµαντικά αν δούµε το σύστηµα ως αποτέλεσµα διασύνδεσης λιγότερων πολυπλόκων συστηµάτων. Είσοδος Έξοδος S S Η σχηµατική αναπαράσταση δύο συστηµάτων τα οποία έχουν συνδεθεί σειριακά. Μία σηµαντική διαδικασία η οποία σχετίζεται µε τη σειριακή σύνδεση είναι η αντιστροφή συστήµατος. Είσοδος S Έξοδος S Η σχηµατική αναπαράσταση δύο συστηµάτων τα οποία έχουν συνδεθεί παράλληλα. -7

Έξοδος S Είσοδος S S Μεικτή σύνδεση συστηµάτων Είσοδος Έξοδος S S Σύνδεση µε ανατροφοδότηση -8

Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Κατάσταση ηρεµίας τη χρονική στιγµή. Θα λέµε ότι ένα σύστηµα βρίσκεται σε κατάσταση ηρεµίας τη χρονική στιγµή, εάν αυτό δεν έχει υποστεί διέγερση από άλλο σήµα για κάθε χρονική στιγµή <. Από φυσική άποψη, ένα σύστηµα που είναι σε κατάσταση ηρεµίας σε δεδοµένη χρονική στιγµή, σηµαίνει ότι δεν είχε αποθηκευµένη ενέργεια τη χρονική στιγµή =. -9

Γραµµικότητα x ( ) Γραµµικό y ( ) = S {x ( )} x ( ) Γραµµικό y ( ) = S {x ( )} a x ( ) + b x ( ) Γραµµικό y ( ) = a y ( ) + b y ( ) = a S {x ( )} + b S {x ( )} δηλαδή, η απόκριση του συστήµατος σε µία είσοδο, που είναι ο γραµµικός συνδυασµός δύο σηµάτων, ισούται µε τον αντίστοιχο γραµµικό συνδυασµό των αποκρίσεων του συστήµατος στο καθένα από τα σήµατα αυτά. S {a x ( ) + b x ( )} = a S {x ( )} + b S {x ( )} -

Σχηµατική περιγραφή της γραµµικότητας ενός συστήµατος a x ( ) a x ( ) + b x ( ) y ( ) = S {a x ( ) + b x ( )} b x ( ) y ( ) = S {x ( )} y ( ) = S {x ( )} y ( ) = a y ( ) + b y ( ) = a S {x ( )} + b S {x ( )} y ( ) = S {a x ( ) + b x ( )} = a S {x ( )} + b S {x ( )} -

Χρονικά Αναλλοίωτα Συστήµατα Ένα σύστηµα λέγεται χρονικά αναλλοίωτο (ΧΑ) (αµετάβλητο) αν και µόνο αν χρονικές ολισθήσεις του σήµατος εισόδου µεταφράζονται σε αντίστοιχες χρονικές ολισθήσεις στην έξοδο. y ( ) x ( ) Χρονικά αναλλοίωτο σύστηµα x( ) y( ) Χρονικά αναλλοίωτο σύστηµα + + Η είσοδος και η έξοδος ενός συστήµατος χρονικά αναλλοιώτου. -

Εφαρµογή Με τη βοήθεια της ιδιότητας της γραµµικότητας βρίσκουµε πολλές φορές εύκολα την έξοδο ενός γραµµικού χρονικά αναλοίωτου συστήµατος x ( ) y ( ) x ( ) y ( ) Γ. Χ. Α. x ( ) y ( ) Γ. Χ. Α. ; ; -

x( ) y( ) x( ) x( ) y( ) x( ) y( ) x( ) y( ) x( ) y ( ) x( ) x( ) y ( ) y( ) y( ) -

x( ) y( ) x( ) y( ) y ( ) x ( ) x( ) y( ) x( ) y( ) x( ) y( ) x ( ) y ( ) x( ) y( ) -5