Κεφάλαιο 2 Διαχείριση Σηµάτων σε Ψηφιακά Συστήµατα Ελέγχου

Σχετικά έγγραφα
Μετατροπή Αναλογικού Σήµατος σε. Ψηφιακό (A/D Conversion) Μετατροπή Ψηφιακού Σήµατος σε Αναλογικό (D/A Conversion)

Κεφάλαιο 2 Διαχείριση Σηµάτων σε Ψηφιακά Συστήµατα Ελέγχου

Κεφάλαιο 2 Διαχείριση Σηµάτων σε Ψηφιακά Συστήµατα Ελέγχου

Κεφάλαιο 5 Διασύνδεση Αναλογικών & Ψηφιακών Συστηµάτων

Κεφάλαιο 5 Διασύνδεση Αναλογικών & Ψηφιακών Συστημάτων

Κεφάλαιο 5 Διασύνδεση Αναλογικών & Ψηφιακών Συστηµάτων

Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 18

Κεφάλαιο 4 Σχεδίαση Συστηµάτων Ελέγχου µε Μικροϋπολογιστές - Συνεχής Σχεδίαση

Αναλογικά & Ψηφιακά Κυκλώματα ιαφάνειες Μαθήματος ρ. Μηχ. Μαραβελάκης Εμ.

Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. 6 ο Μάθημα. Λεωνίδας Αλεξόπουλος Λέκτορας ΕΜΠ. url:

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

Κεφάλαιο 5 Ευστάθεια Ελεγξιµότητα - Παρατηρησιµότητα

Κεφάλαιο 6. Έλεγχος στο Πεδίο της Συχνότητας. Τόπος Ριζών Διάγραµµα Bode Διάγραµµα Nyquist Ψηφιακός PID

Εξεταστική Ιανουαρίου 2007 Μάθηµα: «Σήµατα και Συστήµατα»

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

Κεφάλαιο 5 Ευστάθεια Ελεγξιµότητα - Παρατηρησιµότητα

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΙΙ

Ημιτονοειδή σήματα Σ.Χ.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ

ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ

Διάλεξη 3. Δειγματοληψία και Ανακατασκευή Σημάτων. Δειγματοληψία και Ανακατασκευή Σημάτων. (Κεφ & 4.6,4.8)

επανενεργοποιηθεί Βιομηχανικά Ηλεκτρονικά - Κ.Ι.Κυριακόπουλος Control Systems Laboratory

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Δρ. Π. Ασβεστάς Εργαστήριο Επεξεργασίας Ιατρικού Σήματος & Εικόνας Τμήμα Τεχνολογίας Ιατρικών Οργάνων

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 2: Στοιχειώδη Σήματα Συνεχούς Χρόνου. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Επεξεργασία Πολυµέσων. Δρ. Μαρία Κοζύρη Π.Μ.Σ. «Εφαρµοσµένη Πληροφορική» Τµήµα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας

Σεραφείµ Καραµπογιάς ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Βαθμολογία Προβλημάτων Θέμα (μέγιστος βαθμός) (βαθμός εξέτασης)

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

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

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

HMY 429: Εισαγωγή στην Επεξεργασία Ψηφιακών

Τηλεπικοινωνίες. Ενότητα 5: Ψηφιακή Μετάδοση Αναλογικών Σημάτων. Μιχάλας Άγγελος Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Βαθμολογία Προβλημάτων

Εισαγωγή στην Ανάλυση και Προσοµοίωση Δυναµικών Συστηµάτων

Εισαγωγή στην Ανάλυση και Προσοµοίωση Δυναµικών Συστηµάτων

27-Ιαν-2009 ΗΜΥ (ι) Βασική στατιστική (ιι) Μετατροπές: αναλογικό-σεψηφιακό και ψηφιακό-σε-αναλογικό

Βαθμολογία Προβλημάτων ΘΕΜΑ 1 ΘΕΜΑ 2.1 ΘΕΜΑ 2.2 ΘΕΜΑ 2.3 ΘΕΜΑ 3.1 ΘΕΜΑ 3.2 ΘΕΜΑ 4 ΘΕΜΑ 5.1 ΘΕΜΑ 5.2

Σχήµα 1: Χρήση ψηφιακών φίλτρων για επεξεργασία σηµάτων συνεχούς χρόνου

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

Κλασσική Θεωρία Ελέγχου

Παράδειγµα ενός ηλεκτρικού συστήµατος

Κεφάλαιο 6. Έλεγχος στο Πεδίο της Συχνότητας. Τόπος Ριζών Διάγραµµα Bode Διάγραµµα Nyquist Ψηφιακός PID

Τεχνολογικό Eκπαιδευτικό Ίδρυμα Kρήτης TMHMA MHXANOΛOΓIAΣ. Δρ. Φασουλάς Γιάννης

Δειγματοληψία και ανακατασκευή αναλογικών σημάτων

Βαθµολογία Προβληµάτων ΘΕΜΑ 1 ΘΕΜΑ 2.1 ΘΕΜΑ 2.2 ΘΕΜΑ 2.3 ΘΕΜΑ 3.1 ΘΕΜΑ 3.2 ΘΕΜΑ 4 ΘΕΜΑ 5.1 ΘΕΜΑ 5.2. G(s)

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΙΙ - Τελική εξέταση Σεπτεμβρίου 2008 ΕΠΩΝΥΜΟ (εξεταζόμενου/ης)

ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΕΛΕΓΧΟΥ ΜΕΣΩ ΜΙΚΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΕΞΟΜΟΙΩΣΗ Σ.Α.Ε ΜΕ ΤΟ SIMULINK (MATLAB)

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 11: Μετασχηματισμός Laplace. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Ενότητα 4: Δειγματοληψία - Αναδίπλωση

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

Όταν θα έχουµε τελειώσει το Κεφάλαιο αυτό θα µπορούµε να:

Παλμοκωδική Διαμόρφωση. Pulse Code Modulation (PCM)

Παλμοκωδική Διαμόρφωση. Pulse Code Modulation (PCM)

ΕΞΟΜΟΙΩΣΗ Σ.Α.Ε ΜΕ ΤΟ SIMULINK (MATLAB)

Ψηφιακός Έλεγχος. 10 η διάλεξη Ασκήσεις. Ψηφιακός Έλεγχος 1

Ψηφιακή Επεξεργασία και Ανάλυση Εικόνας. Παρουσίαση Νο. 3. Δισδιάστατα σήματα και συστήματα #2

Σήματα και Συστήματα

Εφαρμογή στις ψηφιακές επικοινωνίες

Ο ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ Ζ διακριτές σήματα και συστήματα διακριτού χρόνου χρονοσειρές (time series)

ΣΤΗΑ ΨΕΣ /4/2013 2:12 πµ

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

ΑΝΑΛΥΣΗ ΣΗΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΜΕ ΤΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟ FOURIER

Θ.Ε. ΠΛΗ22 ( ) 2η Γραπτή Εργασία

Κλασσική Θεωρία Ελέγχου

Τελεστικοί Ενισχυτές

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

ΠΡΟΫΠΗΡΕΣΙΑΚΗ ΚΑΤΑΡΤΙΣΗ ΠΡΥ 017 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ Διαλέξεις 8 και 9 ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΔΙΔΑΣΚΩΝ: Λ. ΜΠΙΣΔΟΥΝΗΣ ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 28/01/2015

Εισαγωγή στην Τεχνολογία Αυτοματισμού

Ήχος και φωνή. Τεχνολογία Πολυµέσων 04-1

Ψηφιακή Επεξεργασία και Ανάλυση Εικόνας Ενότητα 2 η : Δισδιάστατα Σήματα & Συστήματα Μέρος 2

Εισαγωγή στην Επεξεργασία Σήματος. Νόκας Γιώργος

Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 4 ΠΑΛΜΟΚΩΔΙΚΗ ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ - PCM (ΜΕΡΟΣ Α)

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Δρ. Π. Ασβεστάς Εργαστήριο Επεξεργασίας Ιατρικού Σήματος & Εικόνας Τμήμα Τεχνολογίας Ιατρικών Οργάνων

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 1: Σήματα Συνεχούς Χρόνου. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Εισαγωγή στην Ανάλυση και Προσοµοίωση Δυναµικών Συστηµάτων

Περιεχόµενα ΕΠΛ 422: στα Συστήµατα Πολυµέσων. Βιβλιογραφία. ειγµατοληψία. ηµιουργία ψηφιακής µορφής πληροφορίας στα Συστήµατα Πολυµέσων

ΤΕΙ ΑΝΑΤΟΛΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΘΡΑΚΗΣ Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής Τ.Ε. ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Εργαστήριο

Ο μετασχηματισμός Fourier

ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ, ΔΙΚΤΥΑ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

Μετασχηµατισµός Ζ (z-tranform)

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

Αρχές Τηλεπικοινωνιών

«Επικοινωνίες δεδομένων»

Συστήματα Πολυμέσων. Ενότητα 2: Εισαγωγικά θέματα Ψηφιοποίησης. Θρασύβουλος Γ. Τσιάτσος Τμήμα Πληροφορικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

y 1 (x) f(x) W (y 1, y 2 )(x) dx,

Ψηφιακός Έλεγχος. 12 η διάλεξη Ψηφιακός έλεγχος τεχνητού χεριού. Ψηφιακός Έλεγχος 1

Μετασχηµατισµός FOURIER ιακριτού χρόνου DTFT

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 10: Γραμμικά Φίλτρα. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Θεώρημα δειγματοληψίας

Επεξεργασία Στοχαστικών Σημάτων

ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

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

Transcript:

Κεφάλαιο 2 Διαχείριση Σηµάτων σε Ψηφιακά Συστήµατα Ελέγχου Μετατροπή Αναλογικού Σήµατος σε Ψηφιακό (A/D Conversion) Ο µετασχηµατισµός Ζ Μαθηµατική Ανάλυση της ιαδικασίας A/D Μετατροπή Ψηφιακού Σήµατος σε Αναλογικό (D/A Conversion) Συστήµατα (στο χώρο συχνότητας) από δειγµατοληπτικά δεδοµένα Κων/νος Ι. Κυριακόπουλος Συστήµατα Ελέγχου µε Μικροϋπολογιστές

Κεφάλαιο 2: Διαχείριση Σηµάτων σε Ψηφιακά Συστήµατα Ελέγχου Μετατροπή Αναλογικού Σήµατος σε Ψηφιακό (A/D Conversion) Μετατροπέας A/D(A/D converter) : µετατρέπει ένα αναλογικό σήµα (δηλ. µία συνάρτηση συνεχούς χρόνου και µε συνεχές πεδίο τιµών) σε ψηφιακό (συνάρτηση διακριτού χρόνου και µε διακριτό πεδίο τιµών), δηλαδή σε µία χρονοσειρά από bytes. ρα σαν ενδιάµεσος φορέας (interface) µεταξύ ενός αναλογικού συστήµατος & ενός ψηφιακού συστήµατος που οδηγείται από το αναλογικό. Κων/νος Ι. Κυριακόπουλος Συστήµατα Ελέγχου µε Μικροϋπολογιστές 2

Αναλογοψηφιακή Μετατροπή Η συσκευή δειγµατοληψίας & παρακράτησης σήµατος (Sample & Hold-S/H): τµήµα του A/D που χρησιµοποιείται για πραγµατοποίηση ταχείας δειγµατοληψίας ενός αναλογικού σήµατος και παρακράτηση του δείγµατος µέχρι που να ζητηθεί η επανάληψη νέας δειγµατοληψίας. Αυτό γίνεται γιατί ο κβαντιστής, που ακολουθεί, απαιτεί κάποιο χρόνο για να µετατρέψει τα αναλογικά σήµατα εισόδου σε ψηφιακά και αν το σήµα εισόδου του άλλαζε κατά την διάρκεια αυτού του χρόνου θα έδινε εσφαλµένα αποτελέσµατα. Ο κβαντιστής (quantizer) είναι το τµήµα του A/D που λαµβάνει ως είσοδο το σήµα (διακριτού χρόνου) δειγµατοληψίας από τον S/H και το κωδικοποιεί σε διακριτό πεδίο τιµών. Ένας από τους κλασσικούς κβαντιστές είναι αυτός του τύπου διαδοχικής προσέγγισης (successive approximation). Κων/νος Ι. Κυριακόπουλος Συστήµατα Ελέγχου µε Μικροϋπολογιστές 3

Αναλογοψηφιακοί Μετατροπείς: Χαρακτηριστικά q Εύρος Εισόδου ιακριτότητα ή επίπεδο κβαντισµού, q. Το επίπεδο κβαντισµού είναι πολύ T µικρό όταν ο αριθµός των bits που χρησιµοποιείται για την παράσταση του ψηφιακού σήµατος είναι µεγάλος πράγµα που ισχύει στην σύγχρονη τεχνολογία όπου (Ν = 32, 64, 28). = ( υ υ ) max min ( 2 N ) Χρόνος Μετατροπής Λόγω της σύγχρονης τεχνολογίας ηλεκτρονικών ο χρόνος µετατροπής είναι πολύ µικρός. f ( t) f(0) f T t f(t) f(2t) f(nt) Κων/νος Ι. Κυριακόπουλος Συστήµατα Ελέγχου µε Μικροϋπολογιστές 4

Αναλογοψηφιακοί Μετατροπείς: Χαρακτηριστικά f(0) f(t) f(2t) f(nt) ( 0) δ δ + f ( 2T) δ( t 2T) +K f t = f t + f T t T + δ f t = f kt t kt k= 0 f ( t) F ( s) = L f ( t) = L f ( kt) δ( t kt) = k= 0 δ = f kt L t kt = k= 0 k T s F s = L f t = f kt e k= 0 f t L δ t kt = e k T s Κων/νος Ι. Κυριακόπουλος Συστήµατα Ελέγχου µε Μικροϋπολογιστές 5

Μαθηµατική Ανάλυση της Διαδικασίας A/D Είναι προφανής η σηµασία της περιόδου δειγµατοληψίας Τ στην παράσταση του σήµατος από δειγµατοληψία. Θεώρηµα ειγµατοληψίας : (Nyquist - Shannon) Εάν ένα αναλογικό σήµα δεν εµπεριέχει καµιά συχνότητα υψηλότερη της ω c (rad/sec), τότε µπορεί να χαρακτηρισθεί εντελώς από τις τιµές του σήµατος που µετρώνται σε στιγµές που ισαπέχουν κατά T s =π/ω c. Στην πράξη T<<T s. k T s Η παραπάνω µορφή της F ( s) = f ( kt) e δεν είναι ανάλογη των γνωστών µας πολυωνυµικών. k= 0 ΟΜΩΣ µέσω της σύµµορφης απεικόνισης T s z e s l n z τ ό τε T ln k T k= 0 = = F s = z = f ( kt) z = F( z) Αυτός είναι ο µετασχηµατισµός-ζ του που ορίζεται ως Ζ = = F z f t F s L f t s= ln z s= ln z T T Κων/νος Ι. Κυριακόπουλος Συστήµατα Ελέγχου µε Μικροϋπολογιστές 6

Μαθηµατική Ανάλυση της Διαδικασίας A/D Y s = G( s) R s Y( z) = G( z) R( z) = Y z G z D z 2 = D z G z R z } Y z = G z G z R z 2 G G z G z G z 2 2 = = Y z Z G2 s G s R z G2G z R z Κων/νος Ι. Κυριακόπουλος Συστήµατα Ελέγχου µε Μικροϋπολογιστές 7

Μετατροπή Ψηφιακού Σήµατος σε Αναλογικό (D/Α Conversion) Ψηφιοαναλογικός Μετατροπέας (D/A converter): συσκευή µετατροπής ενός ψηφιακού σήµατος (συνάρτηση διακριτού χρόνου - διακριτού πεδίου τιµών) σε αναλογικό (δηλ. συνάρτηση συνεχούς χρόνου - συνεχούς πεδίου τιµών). Αυτή η συσκευή είναι απαραίτητη σαν ενδιάµεσος φορέας (interface) µεταξύ ενός αναλογικού συστήµατος και ενός ψηφιακού συστήµατος που οδηγεί το αναλογικό. χρησιµοποιείται για µετατροπή ψηφιακών τιµών σε τιµή τάσης χρησιµοποιείται για προσέγγιση του σήµατος µεταξύ των στιγµών ανανέωσης κρατώντας ουσιαστικά σταθερή την τελευταία τιµή Κων/νος Ι. Κυριακόπουλος Συστήµατα Ελέγχου µε Μικροϋπολογιστές 8

Ψηφιο-αναλογική Μετατροπή Ηλεκτρονική Υλοποίηση Μαθηµατική Ανάλυση ιαδικασίας D/A Ο αριθµός bits που χρησιµοποιείται για την παράσταση του ψηφιακού σήµατος είναι µεγάλος (Ν = 32, 64, 28) Μπορεί εποµένως να αγνοηθεί ο decoder οπότε αρκεί να δούµε την επίδραση του ΖΟΗ, το οποίο υλοποιεί την συνάρτηση E Er R r E0 = R f I f, I f = I0 = E0 = 6R 6R Σε µία ψηφιακή τιµή αντιστοιχεί I b b b Lb = b 2 n n n 2 i i= b b2 bn Er 0 = + + L 2 n 3 2 2 2 R f n i /, ( ) ) uk t = u t t k T k + T = = u k T us t us t T Κων/νος Ι. Κυριακόπουλος Συστήµατα Ελέγχου µε Μικροϋπολογιστές 9

Ψηφιο-αναλογική Μετατροπή /, ( ) ) uk t = u t t k T k + T = u k T us t us t T Gh o ( s) T s e e Gh ( s) = L u o s t us t T = L us t L us t T = = s s s z= e st h o T s G = ( z) Κων/νος Ι. Κυριακόπουλος Συστήµατα Ελέγχου µε Μικροϋπολογιστές 0

Ψηφιο-αναλογική Μετατροπή = R( z) H z = = Y z Z G s Gh o s R z G z R z T s T s e G s e G s ( G s G ) z = Z G s = Z Z = z Z s s s s Κων/νος Ι. Κυριακόπουλος Συστήµατα Ελέγχου µε Μικροϋπολογιστές

Ψηφιο-αναλογική Μετατροπή s = R( z) H z = = Y z Z G s Gh o s R z G z R z ( ) ( z Z ) z 2 s ( z ) T s T s e G s e G s ( G s G ) z = Z G s Z Z z Z s = = = s s s Tz T = = = 2 z Κων/νος Ι. Κυριακόπουλος Συστήµατα Ελέγχου µε Μικροϋπολογιστές 2

Παράρτηµα: ο Μετασχηµατισµός Ζ F( z) = Ζ f ( t) = F ( s) L f ( t) = = L f ( kt) δ ( t k T) = Ένας εναλλακτικός τρόπος υπολογισµού του µετασχηµατισµού Ζ µίας συνάρτησης δοσµένης σε µορφή Laplace s= ln z s= ln z T T k= 0 s= ln z T k T s = f ( kt) L δ ( t k T) = f ( kt) e = f ( kt) z k= 0 0 s= ln z k= s= ln z k= 0 T T F s N s = k n,, 2,, D s ξ n= L k µε πόλους είναι: k Κων/νος Ι. Κυριακόπουλος Συστήµατα Ελέγχου µε Μικροϋπολογιστές 3

Παράρτηµα: ο Μετασχηµατισµός Ζ, συνεχ. Απλοί Πόλοι F z n= ( ξn) ( ξ ) k N = D ( ξ ) = dd ξn T n D n e z d ( ξ) ξ ξ= ξ n Παράδειγµα: Z us t =? N s L us( t) = = D ( ξ) = s D s F z = z ξ = 0 Μπορούµε επίσης να χρησιµοποιήσουµε και Πίνακα... Κων/νος Ι. Κυριακόπουλος Συστήµατα Ελέγχου µε Μικροϋπολογιστές 4

Κων/νος Ι. Κυριακόπουλος Συστήµατα Ελέγχου µε Μικροϋπολογιστές 5

Παράρτηµα: ο Μετασχηµατισµός Ζ, συνεχ. Ενώ όταν οι πόλοι έχουν πολλαπλότητα mn ο καθένας m n i mn i i mn m d k n ( ) K T s d ( n) ni e s ξ F s F( z) = K m n = n i i i n= i= ( mn i)! ds ( i )! ds s= s ξn s= ln z T Παράδειγµα: s= ξ n Z [ t] sin ω =? ω N s L[ sinωt] = = ξ 2 2,2 =± jω s + ω D s D ( ξ) = 2ξ D ( ξ,2) =± 2 jω z sinωt F( z) = = ω 2 2 j ω T jωt j e z e z z 2z cos T + Κων/νος Ι. Κυριακόπουλος Συστήµατα Ελέγχου µε Μικροϋπολογιστές 6

Παράρτηµα: Ιδιότητες Μετασχηµατισµού Ζ ± = ± = a F( z) n ( ) =. Z f t f2 t F z F2 z 2. Z a f t 3. Z f t nt z F z n n k Z f ( t+ nt) = z F( z) f ( kt) z k= 0 mat 4. ( ± at Z e f t F ze ) = 5. f 0 lim f kt lim F z if lim F z exists = = k 0 z z ( ) ( = ) 6. lim f kt lim z F z if lim z F z exists 7. 8. k z z (, ) F( z, a) f t a Z = a a k F z F z Z f nt f kt nt = ( ) 2 2 n= 0 Κων/νος Ι. Κυριακόπουλος Συστήµατα Ελέγχου µε Μικροϋπολογιστές 7

f k T = Z F z Παράρτηµα: Αντίστροφος Μετασχηµατισµός Ζ Ο πιο συνήθης τρόπος αντίστροφου µετασχηµατισµού είναι η αποσύνθεση σε απλά κλάσµατα και παράγοντες που είναι σε µία από τις µορφές που ευρίσκονται σε ένα πίνακα µετασχηµατισµών. Παράδειγµα: ( at e ) z ( )( at z z e ) f k T = Z =? F( z) A B z z = + F( z) = f ( kt) = e at at z z z e z z e akt Κων/νος Ι. Κυριακόπουλος Συστήµατα Ελέγχου µε Μικροϋπολογιστές 8