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

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

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

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

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

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Ενότητα : ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΔΙΑΚΡΙΤΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

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

EΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΨΗΦΙΑΚΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΗΜΑΤΩΝ. Γραµµική Εκτίµηση Τυχαίων Σηµάτων

ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Περιγραφή Σηµάτων Συνεχούς Χρόνου Συνάρτηση δέλτα Κατανοµές

Όταν θα έχουµε τελειώσει το Κεφάλαιο αυτό θα µπορούµε να:

Διάλεξη 2. Συστήματα Εξισώσεων Διαφορών ΔιακριτάΣήματαστοΧώροτης Συχνότητας

Κυκλώματα, Σήματα και Συστήματα

Συστήµατα τα οποία χαρακτηρίζονται από γραµµικές εξισώσεις διαφορών µε σταθερούς συντελεστές

Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες. Δομή της παρουσίασης

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

EΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΨΗΦΙΑΚΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΗΜΑΤΩΝ Γραµµική Εκτίµηση Τυχαίων Σηµάτων Φίλτρο Kalman

ΛΥΣΕΙΣ ΑΣΚΗΣΕΩΝ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗΣ ΠΕΡΙΟ ΟΥ ΙΟΥΝΙΟΥ 2004., η οποία όµως µπορεί να γραφεί µε την παρακάτω µορφή: 1 e

Συστήµατα τα οποία χαρακτηρίζονται από γραµµικές εξισώσεις διαφορών µε σταθερούς συντελεστές

Συστήµατα τα οποία χαρακτηρίζονται από γραµµικές εξισώσεις διαφορών µε σταθερούς συντελεστές

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

Ο μετασχηματισμός z αντιστοιχεί στην ακολουθία συνάρτηση: Xz ()

Ο ΑΜΦΙΠΛΕΥΡΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ Z

Θέματα Εξετάσεων Ιουνίου 2003 στο μάθημα Σήματα και Συστήματα και Λύσεις

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

Κυκλώματα, Σήματα και Συστήματα

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

ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ Z. χρόνου και εξηγήσουµε έννοιες όπως περιοχή σύγκλισης, πόλος και µηδενικό.

Περιγραφή Συστηµάτων Αυτοµάτου Ελέγχου

Ο ΑΜΦΙΠΛΕΥΡΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ Z

Ανάλυση Σ.Α.Ε στο χώρο κατάστασης

HMY 429: Εισαγωγή στην Επεξεργασία Ψηφιακών. στο χώρο της συχνότητας

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

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

Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες. Δομή της παρουσίασης

ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE

3 Διακριτοποίηση Συστημάτων Συνεχούς Χρόνου... 65

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

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Εισαγωγή στα Προσαρµοστικά Συστήµατα

y(t) = x(t) + e x(2 t)

Παρατηρήσεις για το µετασχηµατισµό Laplace

4. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ FOURIER

Ψηφιακή Επεξεργασία και Ανάλυση Εικόνας Ενότητα 2 η : Δισδιάστατα Σήματα & Συστήματα Μέρος 1

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΜΟΝΣΔΛΑ ΠΔΠΔΡΑΜΔΝΩΝ ΓΙΑΦΟΡΩΝ & ΠΑΡΑΓΩΓΩΝ ΥΩΡΟ ΚΑΣΑΣΑΗ

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

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

a n + 6a n a n 2 + 8a n 3 = 0, a 0 = 1, a 1 = 2, a 2 = 8

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ MATLAB... 13

Παρουσίαση του μαθήματος

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

Άσκηση 1 η Να εξετάσετε αν τα ακόλουθα σήματα είναι περιοδικά. Στην περίπτωση περιοδικού σήματος, ποια είναι η θεμελιώδης περίοδος; 1 )

4. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ FOURIER

HMY 429: Εισαγωγή στην Επεξεργασία Ψηφιακών

7 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ z

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου

x[n] = e u[n 1] 4 x[n] = u[n 1] 4 X(z) = z 1 H(z) = (1 0.5z 1 )(1 + 4z 2 ) z 2 (βʹ) H(z) = H min (z)h lin (z) 4 z 1 1 z 1 (z 1 4 )(z 1) (1)

x(t) ax 1 (t) y(t) = 1 ax 1 (t) = (1/a)y 1(t) x(t t 0 ) y(t t 0 ) =

Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

6-Μαρτ-2009 ΗΜΥ Μετασχηματισμός z

a n = 3 n a n+1 = 3 a n, a 0 = 1

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Εισαγωγή στις Τηλεπικοινωνίες. Δομή της παρουσίασης

ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ FOURIER ΔΙΑΚΡΙΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

ΑΝΑΠΤΥΓΜA - ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ FOURIER ΑΝΑΛΟΓΙΚΩΝ ΣΗΜΑΤΩΝ. Περιγράψουµε τον τρόπο ανάπτυξης σε σειρά Fourier ενός περιοδικού αναλογικού σήµατος.

24-Μαρ-2009 ΗΜΥ Φίλτρα απόκρισης πεπερασμένου παλμού (FIR)

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

y[n] 5y[n 1] + 6y[n 2] = 2x[n 1] (1) y h [n] = y h [n] = A 1 (2) n + A 2 (3) n (4) h[n] = 0, n < 0 (5) h[n] 5h[n 1] + 6h[n 2] = 2δ[n 1] (6)

Προηγµένες Υπηρεσίες Τηλεκπαίδευσης στο Τ.Ε.Ι. Σερρών

Τηλεπικοινωνίες. Ενότητα 2.1: Ανάλυση Fourier. Μιχάλας Άγγελος Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Μετασχηµατισµός Ζ (z-tranform)

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

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

Μετασχηματισμός Z. Κυριακίδης Ιωάννης 2011

Επικοινωνίες στη Ναυτιλία

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

Σήματα και Συστήματα

Ειδικά Θέµατα Υπολογιστικής Όρασης & Γραφικής. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης & Αθανάσιος Τσακαλίδης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

EΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΨΗΦΙΑΚΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΗΜΑΤΩΝ Γραµµική Εκτίµηση Τυχαίων Σηµάτων

. Σήματα και Συστήματα

Σήματα και Συστήματα ΙΙ

Ψηφιακή Επεξεργασία και Ανάλυση Εικόνας Ενότητα 5 η : Αποκατάσταση Εικόνας

HMY 429: Εισαγωγή στην Επεξεργασία Ψηφιακών Σημάτων. Διάλεξη 20: Διακριτός Μετασχηματισμός Fourier (Discrete Fourier Transform DFT)

20-Φεβ-2009 ΗΜΥ Διακριτός Μετασχηματισμός Fourier

Σχήµα 1: Χρήση ψηφιακών φίλτρων για επεξεργασία σηµάτων συνεχούς χρόνου

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

Σήματα και Συστήματα. Νόκας Γιώργος

EΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΨΗΦΙΑΚΗΣ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΗΜΑΤΩΝ. Διαφορική Παλµοκωδική Διαµόρφωση (DPCM)

ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ, ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ, ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ

HMY 429: Εισαγωγή στην Επεξεργασία Ψηφιακών

ΕΠΙΛΥΣΗ ΓΡΑΜΜΙΚΩΝ.Ε. ΜΕ ΚΡΟΥΣΤΙΚΕΣ ΙΕΓΕΡΣΕΙΣ

Πιθανότητες & Τυχαία Σήματα. Διγαλάκης Βασίλης

Ψηφιακός Έλεγχος. 7 η διάλεξη Υλοποίηση Ψηφιακών Φίλτρων. Ψηφιακός Έλεγχος 1

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

ΚΥΚΛΩΜΑ RC ΜΕ ΚΡΟΥΣΤΙΚΗ ΔΙΕΓΕΡΣΗ

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 7: Μετασχηματισμός Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Transcript:

ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Χώρος Κατάστασης Μοντέλα Πεπερασµένων Διαφορών & Παραγώγων Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

Χώρος Κατάστασης Παραστάσεις στο Πεδίο του Χρόνου Κρουστική Απόκριση Εξίσωση Διαφορών Συνάρτηση Μεταφοράς Μηδενισµοί Πόλοι Απόκριση Συχνότητας Μερικά Κλάσµατα Παραστάσεις στο Μιγαδικό Επίπεδο

Πεπερασµένες Αναδροµικές Αναπαραστάσεις Μοντέλο Πεπερασµένων Παραγώγων Μοντέλο Πεπερασµένων Διαφορών Καταστατικές Αναπαραστάσεις Βασικά χαρακτηριστικά των αναπαραστάσεων Οι υπολογισµοί της εξόδου έχουν αναδροµικό χαρακτήρα Η µνήµη που απαιτούν είναι πεπερασµένη και σταθερή Πλεονεκτήµατα Επιτρέπουν την περιγραφή µη γραµµικών διαδικασιών µε φυσικό τρόπο. Απεικονίζονται µε φυσικό τρόπο σε υπολογιστικές δοµές είτε υλικού είτε λογισµικού. 3

Γραµµικές Αναδροµικές Αναπαραστάσεις r p p p x b a 0 r p x b a 0 ] [ ] [ ] [ Περίπτωση ΓΧΑ Συστήµατος Συνεχούς Χρόνου Περίπτωση ΓΧΑ Συστήµατος Διακριτού Χρόνου 4

Γραµµικές Αναδροµικές Αναπαραστάσεις r p p p x b a 0 r p x b a 0 ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ Περίπτωση ΓΧΜ Συστήµατος Συνεχούς Χρόνου Περίπτωση ΓΧΜ Συστήµατος Διακριτού Χρόνου 5

Πεπερασµένες Αναδροµικές Αναπαραστάσεις Μοντέλο Πεπερασµένων Παραγώγων p F p,...,,, x,..., x r Μοντέλο Πεπερασµένων Διαφορών [ ] F [ ],..., [ p], x, x,..., x r 6

Πεπερασµένες Αναδροµικές Αναπαραστάσεις ΧΜ Μοντέλο Πεπερασµένων Παραγώγων p F p,...,,, x,..., x r, ΧΜ Μοντέλο Πεπερασµένων Διαφορών [ ] F [ ],..., [ p], x, x,..., x r, 7

Πεπερασµένες Αναδροµικές Αναπαραστάσεις Εξωτερική και Εσωτερική Περιγραφή Συστήµατος Υλοποίηση Συστηµάτων -Χώρος Κατάστασης Η εξωτερική περιγραφή ενός Συστήµατος µπορεί να υλοποιηθεί µε περισσότερους από έναν τρόπο!!! Για παράδειγµα η εξωτερική περιγραφή του Συστήµατος... [ ] [ ] x[ ] x[ ] µπορεί να υλοποιηθεί µε παραπάνω από έναν τρόπους... 8

Πεπερασµένες Αναδροµικές Αναπαραστάσεις Εξωτερική και Εσωτερική Περιγραφή Συστήµατος Υλοποίηση Συστηµάτων Βασικά Δοµικά Στοιχεία Αθροιστής: x[] x [ ] [ ] Πολλαπλασιαστής: [] x [] a ax[] Διακλάδωση: x[] x[] x[] Καθυστέρηση: x [] z x[ ] 9

Πεπερασµένες Αναδροµικές Αναπαραστάσεις Υλοποίηση Συστηµάτων Χώρος Κατάστασης [ ] [ ] x[ ] x[ ] Ευθεία Υλοποίηση Μορφή-Ι x[] s [ ] s [ ] [] z s [ ] z s [ ] 0

Πεπερασµένες Αναδροµικές Αναπαραστάσεις Υλοποίηση Συστηµάτων Χώρος Κατάστασης [ ] [ ] x[ ] x[ ] Ευθεία Υλοποίηση Μορφή-ΙΙ x[] s[ ] [] z s[]

Πεπερασµένες Αναδροµικές Αναπαραστάσεις Υλοποίηση Συστηµάτων στο Χώρο Κατάστασης: 3 [ ] a [ ] b 3 0 x[ ] x[] s3 [ ] b 0 [] z a s [ ] s 3 [ ] b z a s [ ] s [ ] b a 3 z s [ ] b3

Πεπερασµένες Αναδροµικές Αναπαραστάσεις Υλοποίηση Συστηµάτων Χώρος Κατάστασης [ ] [ ] x[ ] x[ ] Δυϊκή Ευθείας Υλοποίησης Μορφή-ΙΙ x[] s[] [] s[ ] z 3

Πεπερασµένες Αναδροµικές Αναπαραστάσεις Υλοποίηση Συστηµάτων Χώρος Κατάστασης!!! [ ] [ ] x[ ] x[ ] x[] s[ ] [] z s[] x[] s [ ] s[] z [] 5 4

Προβλήµατα Πεπερασµένων Αναπαραστάσεων Εξωτερικές και Εσωτερικές Περιγραφές Συστηµάτων x Ηs Ηs x Ηs Ηs x Ηs Ηs 5

Προβλήµατα Πεπερασµένων Αναπαραστάσεων Εξωτερικές και Εσωτερικές Περιγραφές Συστηµάτων x Ηs H s : x x x Ηs H s : x 6

Προβλήµατα Πεπερασµένων Αναπαραστάσεων Εξωτερικές και Εσωτερικές Περιγραφές Συστηµάτων x x x Ηs x s 0 s s 7

Προβλήµατα Πεπερασµένων Αναπαραστάσεων Εξωτερικές και Εσωτερικές Περιγραφές Συστηµάτων x x Ηs s 0 x s s 8

Προβλήµατα Πεπερασµένων Αναπαραστάσεων Εξωτερικές και Εσωτερικές Περιγραφές Συστηµάτων x Ηs Ηs x s s 0 s s s 0 s 0 0 e e e e * x u 9

Προβλήµατα Πεπερασµένων Αναπαραστάσεων Εξωτερικές και Εσωτερικές Περιγραφές Συστηµάτων x Ηs Ηs x s s 0 s u s 0 s s 0 0 e e * x u 0

Καταστατικές Αναπαραστάσεις Χρονικά Αναλλοίωτων Συστηµάτων Συνεχούς Χρόνου Εξίσωση Κατάστασης f, x Εξίσωση Εξόδου g, x Διακριτού Χρόνου Εξίσωση Κατάστασης Εξίσωση Εξόδου f, x g, x

Καταστατικές Αναπαραστάσεις Χρονικά Μεταβαλλόµενων Συστηµάτων Συνεχούς Χρόνου f, x, g, x, Διακριτού Χρόνου f, x, g, x,

Καταστατικές Αναπαραστάσεις-Γραµµικών ΧΑ Συστηµάτων Συνεχούς Χρόνου A bx c d x Διακριτού Χρόνου A b x c d x 3

Καταστατικές Αναπαραστάσεις-Γραµµικών ΧΜ Συστηµάτων x b A Διακριτού Χρόνου Συνεχούς Χρόνου x d c x b A x d c 4