ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ενότητα 1, Μέρος 1ο: ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ Aναστασία Βελώνη Τμήμα Η.Υ.Σ
Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2
Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3
Σκοποί ενότητας Με την ολοκλήρωση αυτής της ενότητας, θα είστε σε θέση: Να γνωρίζετε τα περιεχόμενα και τα εκπαιδευτικά κείμενα του μαθήματος. 4
Περιεχόμενα ενότητας Σκοποί και περιεχόμενα του συνόλου του μαθήματος Εισαγωγικά στοιχεία και χρησιμότητα Εκπαιδευτικά κείμενα μαθήματος Επίσημος Ιστότοπος 5
Σκοποί μαθήματος Ο σπουδαστής θα μπορεί με την εμπέδωση της γνώσης γύρω από τα Σήματα & Συστήματα να διαβάσει με ευκολία τα περισσότερο εξειδικευμένα βιβλία που πραγματεύονται θέματα νέων τεχνολογιών και να αναγνωρίζει την σχετική γνώση και την ορολογία. Λόγω του πλήθους των παραδειγμάτων και εφαρμογών που περιγράφονται και επιλύονται ο σπουδαστής θα αρχίσει να κατανοεί πολλές τεχνικές καθώς και την Φυσική και τα Μαθηματικά των τεχνικών αυτών όπως και τις διάφορες έννοιες που τις πλαισιώνουν. 6
Περιεχόμενα μαθήματος Σήματα και Συστήματα: Βασικές Έννοιες [Signals & Systems - Basics] Συνέλιξη [Convolution] Μοντέλα Διαφορικών Εξισώσεων [Differential Equation Models] και Εξισώσεων Διαφορών Σειρές Fourier [Fourier Series] και Διακριτές σειρές Fourier Μετασχηματισμός Fourier [Fourier Transform] Απόκριση Συχνοτήτων και Διαγράμματα Bode [Frequency Response and Bode Diagrams] Μετασχηματισμός Laplace [Laplace Transform] Μετασχηματισμός Ζ [ΖTransform] Εξισώσεις κατάστασης [State space equations] 7
Εισαγωγή Το μάθημα αυτό είναι μια εισαγωγή σε Σήματα (Signals), Συστήματα (Systems) και Μετασχηματισμούς (Transforms), από τις βασικές μαθηματικές έννοιες μέχρι τις πρακτικές εφαρμογές. Είναι ένα σημαντικό μάθημα κορμού, που συνδέει εισαγωγικά μαθήματα όπως Θεωρία κυκλωμάτων με πιο προχωρημένα μαθήματα που ασχολούνται με Τηλεπικοινωνίες, Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου κ.α. Καλύπτει την απαραίτητη ύλη για κατανόηση σημάτων και συστημάτων συνεχούς χρόνου (continuous-time signals and systems) αλλά και διακριτού χρόνου (discrete-time signals and systems). 8
Χρησιμότητα Είναι μάθημα χρήσιμο για τον μηχανικό γενικότερα, αλλά και για τον πληροφορικό - αποτελεί την βάση γύρω από την οποία θα κινηθεί στις σπουδές του και την μετέπειτα επαγγελματική του σταδιοδρομία. Το μάθημα θα είναι χρήσιμο και προαπαιτούμενο σε άλλα μαθήματα όπως: Ψηφιακή Επεξεργασία Σήματος Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου Επεξεργασία Εικόνων και Video Ψηφιακές Επικοινωνίες, κ.α. 9
Εκπαιδευτικά κείμενα μαθήματος 1. Σήματα & Συστήματα με MATLAB, «Παλαμίδης Α. Βελώνη Α.» 2. Σήματα & Συστήματα για τεχνολόγους, «Φωτόπουλος Π. Βελώνη Α.» 10
Σήματα & Συστήματα με MATLAB (1) 11
Σήματα & Συστήματα με MATLAB (2) Περιεχόμενα: Περίπου 5000 γραμμές κώδικα MATLAB Πάνω από 300 λυμένες ασκήσεις και π.χ. Πάνω από 300 μαθηματικές σχέσεις θεωρίας 9 έτοιμα δίωρα εργαστηριακά μαθήματα Ένα πληρέστατο tutorial για MATLAB 100 σελίδων 12
Signals and Systems laboratory with Matlab (1) 13
Signals and Systems laboratory with Matlab (2) ΠΕΡΙΕΧΕΙ: Πάνω από 5500 γραμμές κώδικα έτσι ώστε σε κάθε θεωρητικό ζήτημα να αντιστοιχεί η υλοποίηση Matlab. Διεθνή αναγνώριση: Washington State University, Vancouver (required ) London Metropolitan University, UK (recommended) University of Huddersfield,UK (recommended) 14
Signals and Systems laboratory with Matlab (3) Διεθνή αναγνώριση: Keillir Institute of Technology, Iceland (required) Universidade Estadual de Campinas, Brasil (required) Politechnice Łódzkiej, Poland (recommended) University of Vassa, Finland (recommended) Escuela Politécnica Superior, Spain (recommended) University of Management & Technology, Lahore, Pakistan (required) Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, Brasil (recommended) 15
Signals and Systems laboratory with Matlab (4) 16
Σήματα & Συστήματα για τεχνολόγους 17
Ιστότοπος μαθήματος: http://signals.teipir.gr/ (1) 18
Ιστότοπος μαθήματος: http://signals.teipir.gr/ (2) 19
Ενδεικτικές Εργαστηριακές Ασκήσεις Εισαγωγή στο Matlab Μέρος Α Εισαγωγή στο Matlab Μέρος Β Δουλεύοντας με Σήματα Συνέλιξη Μετασχηματισμός Laplace Μετασχηματισμός Fourier Σειρές Fourier 20
Υλικό εργαστηρίου 21
Τέλος Ενότητας