ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ & ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE

Σχετικά έγγραφα
ΑΣΚΗΣΗ 19. έκδοση DΥΝI-EXC a

ΑΣΚΗΣΗ 8. έκδοση DΥΝI-EXC b

ΑΣΚΗΣΗ 7. έκδοση DΥΝI-EXC b

ΑΠΟΣΒΕΣΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΩΝ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

υναµική Μηχανών Ι Ακαδηµαϊκό έτος : Ε. Μ. Π. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών - Εργαστήριο υναµικής και Κατασκευών ΥΝΑΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι - 10.

ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΠΟΛΛΩΝ ΒΑΘΜΩΝ ΕΛΕΥΘΕΡΙΑΣ

υναµική Μηχανών Ι Ακαδηµαϊκό έτος : Ε. Μ. Π. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών - Εργαστήριο υναµικής και Κατασκευών ΥΝΑΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι - 22.

υναµική Μηχανών Ι Ακαδηµαϊκό έτος : Ε. Μ. Π. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών - Εργαστήριο υναµικής και Κατασκευών ΥΝΑΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι - 12.

ΑΣΚΗΣΗ 11. έκδοση ΕΧ b

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΣΥΝΕΧΟΥΣ ΜΕΣΟΥ

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

ΕΝΟΤΗΤΑ 12: ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ BODE

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 9. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΠΟΚΡΙΣΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΜΕ FOURIER

ΑΣΚΗΣΗ 2. έκδοση ΕΧ b

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 8. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

Δυναμική Μηχανών I. Απόκριση Γραμμικών Συστημάτων στο. Πεδίο της Συχνότητας

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ Ι ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ BODE ΣΥΜΠΛΗΡΩΜΑΤΙΚΟ ΤΕΥΧΟΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΩΝ

ΑΣΚΗΣΗ 5. έκδοση DΥΝI-EXC b

Δυναμική Μηχανών I. Σύνοψη Εξεταστέας Ύλης

Ανάλυση Κυκλωμάτων. Φώτης Πλέσσας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών & Μηχανικών Υπολογιστών

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου 1 Ενότητα # 6: Έννοια της συνάρτησης μεταφοράς Παραδείγματα εφαρμογής σε φυσικά συστήματα

ΑΣΚΗΣΗ 6. έκδοση ΕΧ b

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Σήματα και Συστήματα

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι

ΑΣΚΗΣΗ 3. έκδοση ΕΧ b

Δυναμική εργαλειομηχανών

Δυναμική Μηχανών I. Συνάρτηση Απόκρισης Συχνότητας

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 22. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

ΑΣΚΗΣΗ 9. έκδοση ΕΧ b

ΑΣΚΗΣΗ 14. έκδοση DΥΝI-EXC b

Κλασσική Θεωρία Ελέγχου

Δυναμική Μηχανών I. Συνάρτηση και Μητρώο Μεταφοράς

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 7. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

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

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

ΑΣΚΗΣΗ 1. έκδοση ΕΧ b

ΑΕΝ / ΑΣΠΡΟΠΥΡΓΟΥ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΥ. Σημειώσεις για τη χρήση του MATLAB στα Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου

0 f(t)e st dt. L[f(t)] = F (s) =

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

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

Παραρτήματα. Παράρτημα 1 ο : Μιγαδικοί Αριθμοί

Κυκλώματα με Ημιτονοειδή Διέγερση

ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

() min. xt δεν έχει μετασχηματισμό LAPLACE () () () Αν Λ= το σήμα ( ) Αν Λ, έστω σ. Το σύνολο μιγαδικών αριθμών. s Q το ολοκλήρωμα (1) υπάρχει.

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Ο αντίστροφος μετασχηματισμός Laplace ορίζεται από το μιγαδικό ολοκλήρωμα : + +

Η ΗΜΙΤΟΝΟΕΙΔΗΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ Αcos(ωt + φ) ΚΑΙ Η ΦΑΣΟΡΙΚΗ ΤΗΣ ΑΝΑΠΑΡΑΣΤΑΣΗ

Απόκριση σε Αρμονική Διέγερση

Δυναμική Μηχανών I. Χρονική Απόκριση Συστημάτων 2 ης Τάξης

ΜΕΛΕΤΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΜΑΖΑΣ-ΕΛΑΤΗΡΙΟΥ-ΑΠΟΣΒΕΣΤΗΡΑ

Εισαγωγή στην Τεχνολογία Αυτοματισμού

υναµική Μηχανών Ι Ακαδηµαϊκό έτος : Ε. Μ. Π. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών - Εργαστήριο υναµικής και Κατασκευών ΥΝΑΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι - 21.

ΚΥΡΙΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΜΗΧΑΝΩΝ

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

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Προηγµένες Υπηρεσίες Τηλεκπαίδευσης στο Τ.Ε.Ι. Σερρών

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 12. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

Κεφάλαιο 4. Απόκριση συχνότητας

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

6. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 11. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

Επίλυση Δυναμικών Εξισώσεων

Δυναμική Μηχανών I. Διάλεξη 13. Χειμερινό Εξάμηνο 2013 Τμήμα Μηχανολόγων Μηχ., ΕΜΠ

ΕΞΑΝΑΓΚΑΣΜΕΝΕΣ ΤΑΛΑΝΤΩΣΕΙΣ ΠΟΛΥΒΑΘΜΙΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 93

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου ΙΙ Ασκήσεις Πράξης

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ο. ΓΕΩΜΕΤΡΙΚOΣ ΤΟΠΟΣ ΤΩΝ PIZΩN ή ΤΟΠΟΣ ΕVANS

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΜΗΧΑΝΩΝ

m e j ω t } ja m sinωt A m cosωt

υναµική Μηχανών Ι Ακαδηµαϊκό έτος : Ε. Μ. Π. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών - Εργαστήριο υναµικής και Κατασκευών ΥΝΑΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι - 3.

Παράδειγμα 14.2 Να βρεθεί ο μετασχηματισμός Laplace των συναρτήσεων

υναµική Μηχανών Ι Ακαδηµαϊκό έτος : Ε. Μ. Π. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών - Εργαστήριο υναµικής και Κατασκευών ΥΝΑΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι - 8.

Δυναμική Μηχανών I. Επίλυση Προβλημάτων Αρχικών Συνθηκών. σε Συστήματα Συνήθων Διαφορικών Εξισώσεων με Σταθερούς Συντελεστές

ΕΛΕΥΘΕΡΗ ΤΑΛΑΝΤΩΣΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Ανάλυση Κυκλωμάτων. Απόκριση Συχνότητας. Φώτης Πλέσσας

Μηχανισµοί & Εισαγωγή στο Σχεδιασµό Μηχανών Ακαδηµαϊκό έτος: Ε.Μ.Π. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών - Εργαστήριο υναµικής και Κατασκευών - 3.

υναµική Μηχανών Ι Ακαδηµαϊκό έτος : Ε. Μ. Π. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών - Εργαστήριο υναµικής και Κατασκευών ΥΝΑΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι - 9.

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 8: Ιδιότητες του Μετασχηματισμού Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

υναµική Μηχανών Ι Ακαδηµαϊκό έτος : Ε. Μ. Π. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών - Εργαστήριο υναµικής και Κατασκευών ΥΝΑΜΙΚΗ ΜΗΧΑΝΩΝ Ι - 19.

Μαθηματικά μοντέλα συστημάτων

Ελεύθερη Ταλάντωση Μονοβάθμιου Συστήματος

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. z x y 2xyi. Re z x y. Θα δείξουμε ότι για τους μιγαδικούς αριθμούς z για τους οποίους ισχύει ότι. z z zz. zz zz z z 1 0 z z 1 (1)

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου Ι Ασκήσεις Πράξης

Πολυβάθμια Συστήματα. (συνέχεια)

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ MATLAB... 13

Εξαναγκασμένη Ταλάντωση. Αρμονική Φόρτιση (...)

Μιγαδική ανάλυση Μέρος Α Πρόχειρες σημειώσεις 1. Μιγαδικοί αριθμοί. ΤΕΤΥ Εφαρμοσμένα Μαθηματικά Μιγαδική Ανάλυση Α 1

Δυναμική Μηχανών I. Επανάληψη: Μαθηματικά

ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ ΣΕ HMITONIKH ΔΙΕΓΕΡΣH (HMITONIKH ANAΛYΣΗ)

συστημάτων αυτόματης ρύθμισης... 34

Σύστημα και Μαθηματικά μοντέλα συστημάτων

Διδάσκων: Κολιόπουλος Παναγιώτης

4. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ FOURIER

Transcript:

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΔΥΝΑΜΙΚΗΣ & ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ & ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ & ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE έκδοση DΥΝI-TFLT_016b

Copyright Ε.Μ.Π. - 016 Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών Εργαστήριο Δυναμικής και Κατασκευών κτ. Μ αιθ. Μ00 Με επιφύλαξη παντός δικαιώματος. Απαγορεύεται η χρήση, αντιγραφή, αποθήκευση και διανομή της παρούσας παρουσίασης, εξ ολοκλήρου ή τμήματος αυτής, για πάσης φύσεως εμπορικό ή επαγγελματικό σκοπό. Επιτρέπεται η ανατύπωση, αποθήκευση και διανομή για σκοπό μη κερδοσκοπικό, εκπαιδευτικής ή ερευνητικής φύσεως, υπό την προϋπόθεση να αναφέρεται η πηγή προέλευσης και να διατηρείται το παρόν μήνυμα. Πληροφορίες Δρ. Ι. Αντωνιάδης, Καθηγητής, antogian@central.ntua.gr, 10-77154 Δρ. Χ. Γιακόπουλος, ΕΔΙΠ, chryiako@central.ntua.gr, 10-7733

Περιεχόμενα 1. Εισαγωγή στη συνάρτηση μεταφοράς. Μετασχηματισμός Laplace 3. Διαγράμματα Bode

Εισαγωγή στη συνάρτηση μεταφοράς 1

1. Εισαγωγή στη συνάρτηση μεταφοράς: Βασικά... περιοδική διέγερση πλάτος ημητονικών όρων πλάτος συνιμητονικών όρων πολυβάθμιο δυναμικό σύστημα m-c-k συχνότητα διεγέρτη... μόνιμη απόκριση

1. Εισαγωγή στη συνάρτηση μεταφοράς: Βασικά... η διεγείρουσα δύναμη του j B.E.... όπου... το μέτρο της δύναμης διέγερση f j... η διαφορά φάσης της δύναμης πολυβάθμιο δυναμικό σύστημα m-c-k aπόκριση του i Β.Ε.... όπου... και... το μέτρο της απόκρισης... η διαφορά φάσης της απόκρισης

1. Εισαγωγή στη συνάρτηση μεταφοράς: Βασικά... οπότε... ορίζεται η ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ του διεγειρόμενου j Β.Ε. ως προς τον i Β.Ε. απόκρισης του δυναμικού συστήματος μέτρηση της διεγείρουσας δύναμης του j B.E. F j X i μέτρηση aπόκρισης του i Β.Ε.

1. Εισαγωγή στη συνάρτηση μεταφοράς: Βασικά δυναμικό σύστημα Ν Β.Ε. m ιδιοσυχνότητες συντονισμός για L > 1 συχνότητες του διεγέρτη δυναμικό σύστημα Ν Β.Ε. ΝxΝ (=Ν ) ζεύγη (i, j) N συναρτήσεις μεταφοράς H ij ισχύει H ij = H ji το σύνολο (=[N* (N+1)]/) των συναρτήσεων μεταφοράς H ij διαφορετικό του N τα πλάτη H ij διαφέρουν ανάλογα με το σημείο διέγερσης και το σημείο μέτρησης της απόκρισης Υπάρχει συχνότητα Ω διεγέρτη που η συνάρτηση μεταφοράς H ij μηδενίζεται αντισυντονισμός (ακίνητο σημείο του συστήματος ενώ του ασκείται δύναμη) Η ω 1 ω ω 3 Ω

1. Εισαγωγή στη συνάρτηση μεταφοράς: Βασικά

1. Εισαγωγή στη συνάρτηση μεταφοράς: Βασικά

1. Εισαγωγή στη συνάρτηση μεταφοράς: Video 1 στρεπτική ταλάντωση

1. Εισαγωγή στη συνάρτηση μεταφοράς: Video ημιτονοειδής ταλάντωση

1. Εισαγωγή στη συνάρτηση μεταφοράς: Βασικά επομένως, η απόκριση x i του i Β.Ε. του δυναμικού συστήματος λόγω της διέγερσης j Β.Ε. από την περιοδική δύναμη f j και γενικά (συνολικά)...... σε μητρωϊκή μορφή 1 η χρονική παράγωγος: η χρονική παράγωγος:... εξίσωση ισορροπίας...

1. Εισαγωγή στη συνάρτηση μεταφοράς: Βασικά...... ομαδοποίηση συν- & ημι- τονικών όρων ΠΡΕΠΕΙ να ισχύει για κάθε t ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ

1. Εισαγωγή στη συνάρτηση μεταφοράς: Βασικά οι διαστάσεις των πινάκων για ένα δυναμικό σύστημα με Ν Β.Ε....

Μετασχηματισμός Laplace

. Μετασχηματισμός Laplace: Ορισμός μαθηματική διατύπωση... = σ + jω... μιγαδικό ολοκλήρωμα... ( ) j θ ( coω inω ) t σ+ jω t σt jωt Euler: e = coθ+ jinθ t σt e e e e e e t j t = = =... ( ) = ( ) ( ) = ( ) ( ) σt σt σt X x t e coωt j inωt dt x t e coωtdt j x t e inωtdt 0 0 0 Re Im όρος μειούμενος εκθετικά όρος ταλάντωσης δυναμική συμπεριφορά δυναμικού συστήματος ανάλογη των σ & ω

. Μετασχηματισμός Laplace: Ορισμός μιγαδικό επίπεδο επίπεδο συχνότητας ο μετασχηματισμός Laplace επιτυγχάνει τη μετάβαση από το πεδίο του χρόνου στο πεδίο της συχνότητας πρακτικά... μία ποσότητα, η οποία περιγράφεται ως συνάρτηση στο πεδίο του χρόνου, εκφράζεται, μέσω του Μετασχηματισμού Laplace, ως πολυώνυμο μιγαδικής μεταβλητής

. Μετασχηματισμός Laplace: Ορισμός

. Μετασχηματισμός Laplace: Ορισμός παραγώγων... 1 η χρονική παράγωγος... ολοκληρωμάτων... γραμμικότητα... με t n... μετασχηματισμός συνάρτησης Heaviide...

. Μετασχηματισμός Laplace: Σύστημα 1 Β.Ε. υπό αρμονική διέγερση εξίσωση ισορροπίας δυναμικού συστήματος 1 Β.Ε. υπό αρμονική διέγερση... mx + cx + kx = F co( Ωt ) ισχύουν... o /m c = c c = = = c mω m ccritical mω ζ ζ ζω critical k 1 ω ω = = m m k F o c k x+ x + x= co( Ωt) m m m... Fo ω Fo Fo Fo ω ω X m = = = k k m X X : ισοδύναμο στατικό πλάτος ζω ω ω co ( )...... x+ x + x= X Ωt

. Μετασχηματισμός Laplace: Σύστημα 1 Β.Ε. υπό αρμονική διέγερση... 1 η χρονική παράγωγος... υπολογισμός επιμέρους όρων... η χρονική παράγωγος... θέτω... συνημιτονικός όρος...

. Μετασχηματισμός Laplace: Σύστημα 1 Β.Ε. υπό αρμονική διέγερση... ομαδοποίηση... ❶ επίλυση ως προς Χ... απόκριση σε ελεύθερη ταλάντωση χαρακτηριστικό πολυώνυμο... απόκριση σε αρμονική διέγερση η θέση των ριζών (πόλων) του προσδιορίζει τη δυναμική συμπεριφορά του συστήματος

. Μετασχηματισμός Laplace: Σύστημα 1 Β.Ε. υπό αρμονική διέγερση x(t) x(t) ζ=0 Πόλοι δυναμικού συστήματος στο μιγαδικό επίπεδο x(t) (a) 0<ζ<1 * * ζ>1 (b) * * t Im (c) * * (d) * * x(t) x(t) -1<ζ<0 * * ζ<-1 (e) t Re t t t

. Μετασχηματισμός Laplace: Συνάρτηση μεταφοράς σε σύστημα 1 Β.Ε. ισχύει... απόκριση σε ελεύθερη ταλάντωση απόκριση σε αρμονική διέγερση αρχικές συνθήκες x o = x = o 0 1 X ( ) = ω X + ζω + ω +Ω ❸ + ζω + ω = + ω = = ω =± ω 0 0 ζ = 0 j (οι πόλοι του συστήματος βρίσκονται επί του άξονος των φανταστικών αριθμών) ζ=0

. Μετασχηματισμός Laplace: Σύστημα 1 Β.Ε. υπό αρμονική διέγερση Πόλοι δυναμικού συστήματος στο μιγαδικό επίπεδο

. Μετασχηματισμός Laplace: Συνάρτηση μεταφοράς συστήματος 1 Β.Ε. αρχικές συνθήκες... ❶... επίλυση ως προς Χ Χ()... απόκριση δυναμικού συστήματος στο πεδίο της συχνότητας... συνάρτηση μεταφοράς Η()... αρμονική διέγερση F() πλάτους Χ...

. Μετασχηματισμός Laplace: Βασικά ζ(θ) παρατηρήσεις... Im υπολογισμός της γωνίας θ στην πολική αναπαράσταση στο μιγαδικό επίπεδο μονοβάθμιου δυναμικού συστήματος με υποκρίσιμη απόσβεση * θ ω Re εξίσωση ισορροπίας δυναμικού συστήματος 1 Β.Ε. * ❷ υπολογισμός επιμέρους όρων...

. Μετασχηματισμός Laplace: Βασικά ζ(θ) υπολογισμός επιμέρους όρων... 1 η χρονική παράγωγος... η χρονική παράγωγος... θέτω... μηδενικός όρος...... ❷ αρχικές συνθήκες......

. Μετασχηματισμός Laplace: Βασικά ζ(θ)... ΠΡΕΠΕΙ να ισχύει για κάθε X οι ρίζες του τριωνύμου είναι υποκρίσιμη απόσβεση Δ < 0

. Μετασχηματισμός Laplace: Βασικά ζ(θ)... συζυγείς μιγαδικές ρίζες με αρνητικό πραγματικό μέρος γραφική απεικόνιση... c m * θ ω Im ( 4mk c ) m Re *

. Μετασχηματισμός Laplace: Βασικά ζ(θ) η εφαπτομένη θ ΑΛΛΑ ο λόγος απόσβεσης ζ

. Μετασχηματισμός Laplace: Βασικά ζ(θ)... για θ = 0 ζ = 0 για θ = 90 ο tanθ = +

. Μετασχηματισμός Laplace: Βασικά σύστημα 1 Β.Ε. aπόκριση δυναμικού συστήματος 1 B.E. στο πεδίο συχνότητας 1 ( ) ( ) 1 X = + ζω xo + x o + ω X + ζω+ ω + ζω + ω +Ω απ όκριση σε ελεύθερες ταλαντ ώσεις απ όκριση σε αρµονικ ήδιέγερση αρχικές συνθήκες x o = x = o 0 1 X ( ) = ω X + ζω + ω +Ω ❸ ανάπτυξη σε μερικά κλάσματα A+ A B+ B +Ω + ζω+ ω o 1 o 1 ( ) X = + ος 1 όρος ος όρος το πολυώνυμο του αριθμητή είναι μικρότερο κατά ένα βαθμό από το αντίστοιχο πολυώνυμο του παρονομαστή ❹

. Μετασχηματισμός Laplace: Βασικά σύστημα 1 Β.Ε. αναλυτικός προσδιορισμός των αριθμητικών συντελεστών A, A, B, B o 1 o 1 ❹... ( )( ) ( )( ) 1 1 o 1 A o + A + ζω+ ω + B o + B1 +Ω ζω ω ( )( ζω ω ) ( ) ( ) ( + ζω + ω + ) 1 + ζω + ω + o +Ω + 1 +Ω ( +Ω )( + ζω+ ω ) A o + A B+ B + = = +Ω + + +Ω + + ( A ) o A B ( ) B ( ) = = 3 3 A o + ζωa o + ω A o + A 1 + ζωa 1 + A1ω + Bo + BoΩ + B 1 + B1Ω = = ( +Ω )( + ζω+ ω ) 3 ( Ao + Bo) + ( ζωao + A1+ B1) + ( ω Ao + ζωa1+ BoΩ ) + ( A1ω + B1Ω ) ( +Ω )( + ζω+ ω ) = ❺

. Μετασχηματισμός Laplace: Βασικά σύστημα 1 Β.Ε. ❸ = ❺... 3 ( Ao + Bo) + ( ζωao + A1+ B1) + ( ω Ao + ζωa1+ BoΩ ) + ( A1ω + B1Ω ) ( )( ) ω X = ( + ζω+ ω )( +Ω ) +Ω + ζω+ ω Ao + Bo = 0 ζωa + A + B = 0 ω ζω ω o 1 1 Ao + A1 + BoΩ = X A1ω + B1Ω = 0 μητρωϊκή μορφή 0 1 0 1 A1 0 1 ζω 1 0 A o 0 = ζω ω 0 Ω B 1 ω X ω 0 Ω 0 Bo 0 ❻

. Μετασχηματισμός Laplace: Βασικά σύστημα 1 Β.Ε. ❻... ορίζουσα 0 1 0 1 1 1 0 1 ζω 1 1 ζω 1 0 D = = ζω 0 Ω ζω ω 0 = ζω ω 0 Ω ω Ω 0 ω 0 Ω ω 0 Ω 0 1 1 ζω ω 1 ζω 4 = Ω = Ω ( Ω ω ) + ( ω + ω 4ζ ω ) ω Ω ω 0 ζω ω ( ) ( 1 4 ) D = Ω Ω ω + ω ω + ζ οπότε... A 1 0 1 0 1 0 ζω 1 0 1 0 1 ω X ω Ω ω X ζω 1 0 ζω 0 1 ω X 3 0 0 Ω 0 0 Ω 0 0 Ω ζω Ω = = = = D D D D X

. Μετασχηματισμός Laplace: Βασικά σύστημα 1 Β.Ε. και... A 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 ζω ω X 0 0 Ω ζω ω X 0 ω X ζω ω X + ω 0 Ω 0 ω 0 Ω 0 Ω ω 0 ω Ω = = = = D D D D ( ω ) X B 1 0 1 0 1 1 ζω 0 0 0 1 1 X ω X 1 ζω 0 ζω ω ω Ω 1 ζω ω X 5 ω 0 0 0 ω 0 0 ω 0 ζω X = = = = D D D D B o 0 1 0 0 1 ζω 1 0 0 1 0 ζω ω 0 ω X ω X 1 ζω 1 ω 0 Ω 0 ω 0 Ω ω = = = D D D ( Ω ω ) X

. Μετασχηματισμός Laplace: Βασικά σύστημα 1 Β.Ε.... με αντικατάσταση των εν λόγω συντελεστών στην του δυναμικού συστήματος στο πεδίο των συχνοτήτων ❹ προκύπτει η απόκριση X() ( ) X ( ) ( ) ω Ω ω X 3 ω Ω ω X X ζω 5 X ζω Ω + + D D D D +Ω + ζω+ ω = + 1 ος όρος ος όρος

. Μετασχηματισμός Laplace: Βασικά σύστημα 1 Β.Ε. ( ) X A+ A B+ B +Ω + ζω+ ω o 1 o 1 = + p ( ) ( ) x t x t h προέρχεται από τον συνημιτονικό όρο της εξωτερικής διέγερσης με συχνότητα διέγερσης Ω αντιστοιχεί στη μόνιμη απόκριση του συστήματος λόγω της εξωτερικής αρμονικής διέγερσης αντιστοιχεί στο χαρακτηριστικό πολυώνυμο του συστήματος αντιστοιχεί στην ελεύθερη ταλάντωση του συστήματος με ιδιοσυχνότητα ω ο εν λόγω όρος αντιστοιχεί στη μεταβατική απόκριση του συστήματος. προκύπτουν όροι της μορφής in ( Ωt) co ( Ωt) προκύπτουν όροι της μορφής in co ( ω ) n t ( ) ω t n ω = ω 1 ζ n

. Μετασχηματισμός Laplace: Βασικά σύστημα 1 Β.Ε. ο μετασχηματισμός Laplace: αποτελεί τον πιο σύντομο τεχνικό δρόμο επίλυσης ΔΕ για τεχνικές εφαρμογές Μηχανικού, είναι εξαιρετικά απλός στην εφαρμογή του, διότι η συνδυασμένη χρήση της τεχνικής των μερικών κλασμάτων και έτοιμων πινάκων με μετασχηματισμούς Laplace βασικών συναρτήσεων απαλλάσσει από τον αναλυτικό υπολογισμό των εμπλεκομένων ολοκληρωμάτων. με συνοπτικό τρόπο, εκφράζει τη δυναμική συμπεριφορά ενός συστήματος: από τη θέση των πόλων του δυναμικού συστήματος (ρίζες του αντιστοίχου χαρακτηριστικού πολυωνύμου) στο μιγαδικό επίπεδο, προσδιορίζεται η δυναμική απόκριση του συστήματος σε ελεύθερες ταλαντώσεις.

. Μετασχηματισμός Laplace: Σύστημα N Β.Ε. εξίσωση ισορροπίας... αρχικές συνθήκες... x(0) = V(0) = 0 σε ένα δυναμικό σύστημα με Ν Β.Ε., η διάσταση του διανύσματος θα είναι Νx1 και ο μετασχηματισμός Laplace θα πρέπει να εφαρμοσθεί σε κάθε έναν Β.Ε. μετασχηματισμός Laplace για για για

. Μετασχηματισμός Laplace: Σύστημα N Β.Ε. ορίζεται... αναδιάταξη όρων... 0 0 όπου διάνυσμα, κάθε στοιχείο του οποίου προέρχεται από την εφαρμογή του Μετασχηματισμού Laplace στον αντίστοιχο Β.Ε....

. Μετασχηματισμός Laplace: Σύστημα N Β.Ε.... ομοίως, είναι ένα διάνυσμα κάθε στοιχείο του οποίου προέρχεται από την εφαρμογή του Μετασχηματισμού Laplace στην εξωτερική διέγερση του αντίστοιχου Β.Ε.

. Μετασχηματισμός Laplace: Σύστημα N Β.Ε.... και πίνακας των συναρτήσεων μεταφοράς του συστήματος... όπου ❼... αντιστροφή του πίνακα είναι δυνατή η ορίζουσά του 0 Α. απόσβεση συστήματος = 0 ( ) Β. απόσβεση συστήματος 0 ( ) C 0 ( M K) det + = 0 μεθοδολογία συνάρτησης μεταφοράς ( M C K ) det + + = 0 πολυωνυμικές εξισώσεις, οι ρίζες των οποίων καλούνται πόλοι του πολυβάθμιου δυναμικού συστήματος (μιγαδικοί πόλοι)

. Μετασχηματισμός Laplace: Σύστημα N Β.Ε. παρατήρηση... σε κάθε Β.Ε. αντιστοιχεί ένα ζεύγος πόλων, το οποίο τοποθετείται στο μιγαδικό επίπεδο σύμφωνα με έναν από τους παρακάτω διαφορετικούς τρόπους

. Μετασχηματισμός Laplace: Συνάρτηση μεταφοράς σε σύστημα 1 Β.Ε. εξίσωση ισορροπίας δυναμικού συστήματος 1 Β.Ε. υπό αρμονική διέγερση ❼ ( ) H = 1 ( m + c + k ) = jω 1 1 1 H( jω) = = H( jω) = mω + jcω+ k k mω + jcω ( m( jω) + c( jω) + k) ( ) ( ) H ( jω ) ( ω ) ( ) 1 k m jcω = ( k mω ) + jcω k mω jcω συζυγής μιγαδικός... ❽... ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Re ( ) k mω jcω k mω cω H( jω) = H ( jω) = + j k mω + cω k mω + cω ( k mω ) + ( cω) Re Im Im

. Μετασχηματισμός Laplace: Συνάρτηση μεταφοράς σε σύστημα 1 Β.Ε. υπολογισμός μέτρου της ❽ H ( jω ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) k mω ( cω ) k mω + cω = + = k mω cω ( k mω ) ( cω) + + k mω + cω ( ) ( jω ) H = ( k mω ) + ( cω) ( k mω ) + ( cω) ( ) ( jω ) H = 1 ( k mω ) + ( cω)

. Μετασχηματισμός Laplace: Συνάρτηση μεταφοράς σε σύστημα 1 Β.Ε. μέγιστο πλάτος k=mω =0 ή ω=(k/m) 1/ για ω=(k/m) 1/ H και για ω=0 H ( 0) j k m = 1 ( cω ) cωn n = 1 = 1 = 1 υπολογισμός m, c, k, ω n k k από μετρήσεις της H(jω)

. Μετασχηματισμός Laplace: Συνάρτηση μεταφοράς σε σύστημα 1 Β.Ε. k c m H F X + + = = 1 ) ( ) ( ) ( k c m H F X + + = = ) ( ) ( ) ( k c m H F X + + = = ) ( ) ( ) ( τύποι συναρτήσεων μεταφοράς...

. Μετασχηματισμός Laplace: Συνάρτηση μεταφοράς σε σύστημα 1 Β.Ε. υπολογισμός πολικής γωνίας (διαφορά φάσης μεταξύ διέγερσης και απόκρισης) της ❽ Im ( H( jω )) ( k mω ) + ( cω) tan Re( H( jω )) ( k mω ) ( k mω ) + ( cω) ϑ = tan = 1 1 ( cω ) 1 ( cω ) ϑ = tan ( k mω )

. Μετασχηματισμός Laplace: Συνάρτηση μεταφοράς σε σύστημα Ν Β.Ε. ισχύει... ( ) o o + ( o) + = ( ) M X x x C X x K X f αρχικές συνθήκες x o = x = o ( ) ( ) ( ) M X + C X + K X = f M + C+ K X = f 0 απόκριση του συστήματος ( ) 1 X M C K f = + + = jω H( ) ❾ ( ) 1 H = ω M + jωc+ K H( ) = K ω M + j ωc Re Im Re Im 1

. Μετασχηματισμός Laplace: Συνάρτηση μεταφοράς σε σύστημα Ν Β.Ε. παρατήρηση... ❾ από την της συχνότητας μπορεί να υπολογισθεί η απόκριση του συστήματος στο πεδίο έπειτα, με αντίστροφο μετασχηματισμό Laplace μπορεί να υπολογισθεί η απόκριση του συστήματος στο πεδίο του χρόνου για τις εφαρμογές του μηχανικού, χρησιμοποιούμε έτοιμους πίνακες, από τους οποίους αντλούμε τη σχέση για τον αντίστροφο Μετασχηματισμό Laplace που μας ενδιαφέρει

. Μετασχηματισμός Laplace: Αντίστροφος μετασχηματισμός Laplace αντίστροφος μετασχηματισμός Laplace της... ισχύουν...... θέτουμε...

. Μετασχηματισμός Laplace: Αντίστροφος μετασχηματισμός Laplace... από πίνακες μετασχηματισμών Laplace ισχύει... συχνότητα αποσβενόμενης ταλάντωσης

ΑΝΑΦΟΡΕΣ - ΒΙΒΛΙΑ THE LAPLACE TRANSFORM - A GRAPHICAL APPROACH http://www.youtube.com/watch?v=zgptpktft8g LAPLACE TRANSFORM http://www.haretechnote.com/html/engmath_laplacetranform.html CIRCUIT NETWORK ANALYSIS - [CHAPTER5] TRANSFER FUNCTION, FREQUENCY RESPONSE, AND BODE PLOT http://www.lidehare.net/imenli/ch5-49340605 TRANSFER FUNCTION http://www.lidehare.net/muhammadhiyambinhahim/-tranfer-function DYNAMICS BY PETE AVITABILE http://www.mpihome.com/fr/ervice-upport/bae-de-lanalye-modale.html

Ευχαριστώ για την προσοχή σας! Εργαστήριο Δυναμικής & Κατασκευών Δρ. Αντωνιάδης Ι..... antogian@central.ntua.gr Δρ. Γιακόπουλος Χ.... chryiako@central.ntua.gr