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

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

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

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

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Όταν θα έχουµε τελειώσει το Κεφάλαιο αυτό θα µπορούµε να:

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

ΗΥ215 - Εφαρμοσμένα Μαθηματικά για Μηχανικούς

Σήματα και Συστήματα

7 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ z

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

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Προηγµένες Υπηρεσίες Τηλεκπαίδευσης στο Τ.Ε.Ι. Σερρών

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

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

ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Περιγραφή Σηµάτων Συνεχούς Χρόνου Συνάρτηση δέλτα Κατανοµές

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

6. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE

Μετασχηµατισµοί Laplace, Αναλογικά Συστήµατα, ιαφορικές Εξισώσεις

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

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

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

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

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

Ο ΑΜΦΙΠΛΕΥΡΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ Z

Ο μετασχηματισμός z αντιστοιχεί στην ακολουθία συνάρτηση: Xz ()

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

Εισαγωγή στη Θεωρία Σημάτων και Συστημάτων

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

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

20-Φεβ-2009 ΗΜΥ Διακριτός Μετασχηματισμός Fourier

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

ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ FOURIER ΔΙΑΚΡΙΤΟΥ ΧΡΟΝΟΥ

Ο ΑΜΦΙΠΛΕΥΡΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ Z

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

Κλασσική Θεωρία Ελέγχου

Μετασχηµατισµός Ζ (z-tranform)

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)

Α. ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE

ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. HY-215: Εφαρµοσµένα Μαθηµατικά για Μηχανικούς Εαρινό Εξάµηνο 2013 ιδάσκων : Π.

x(t) = 4 cos(2π600t π/3) + 2 sin(2π900t + π/4) + sin(2π1200t) (1) w(t) = y(t)z(t) = 2δ(t + 1) (2) (2 sin(2π900t + π/4) t= 1 + sin(2π1200t) )

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 6: Ανάλυση Σημάτων σε Ανάπτυγμα Σειράς Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Θέματα Εξετάσεων Ιουνίου 2003 στο μάθημα Σήματα και Συστήματα και Λύσεις

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

( t) όπου το * αντιστοιχεί σε συνέλιξη και. (t 2) * x 2

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Ενότητα : ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ Ζ (ΖTransform)

HMY 429: Εισαγωγή στην Επεξεργασία Ψηφιακών

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

1. Τριγωνοµετρικές ταυτότητες.

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών

Κυκλώματα, Σήματα και Συστήματα

Πρόλογος. Κατάλογος Σχημάτων

Ο Μετασχηματισμός Ζ. Ανάλυση συστημάτων με το μετασχηματισμό Ζ

LCs 2 + RCs + 1. s 1,2 = RC ± R 2 C 2 4LC 2LC. (s 2)(s 3) = A. = 4 s 3 s=2 s + 2 B = (s 2)(s 3) (s 3) s=3. = s + 2. x(t) = 4e 2t u(t) + 5e 3t u(t) (2)

x(t) = e st = e (σ+j2πf)t (7.1) h(t)e st dt (7.4) H(s) = y(t) = H{e st } = H(s)e st (7.5)

Ψηφιακή Επεξεργασία Σημάτων

. (1) , lim να υπάρχουν και να είναι πεπερασμένα, δηλαδή πραγματικοί αριθμοί.

x(t) = 4 cos(2π600t π/3) + 2 cos(2π900t + π/8) + cos(2π1200t) (3)

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

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

ΣΤΗΑ ΨΕΣ /4/2013 2:12 πµ

Κεφάλαιο 5 Μετασχηματισμός z και Συνάρτηση μεταφοράς

Η ΣΕΙΡΑ FOURIER ΚΑΙ Ο ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ FOURIER ΑΝΑΛΥΣΗ ΣΗΜΑΤΩΝ ΩΣ ΠΡΟΣ ΗΜΙΤΟΝΙΚΕΣ ΣΥΝΙΣΤΩΣΕΣ. xt A t A t A t t

Εισαγωγή στην Ανάλυση και Προσοµοίωση Δυναµικών Συστηµάτων

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών

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

ΓΧΑ σύστημα h(t), H(s)

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

X ( ω ) e προσδ ιορίζεται ο μετασχημ ατισμ ός Fourier του

Σήματα και Συστήματα ΙΙ

m e j ω t } ja m sinωt A m cosωt

Επίλυση Προβληµάτων Αρχικών / Συνοριακών Τιµών Μεταδόσεως Θερµότητας

Εισαγωγή στην Ανάλυση και Προσοµοίωση Δυναµικών Συστηµάτων

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. HY-370: Ψηφιακή Επεξεργασία Σήµατος Χειµερινό Εξάµηνο 2016 ιδάσκοντες : Γ. Στυλιανού - Γ.

4. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ FOURIER

Παράδειγµα ενός ηλεκτρικού συστήµατος

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Ενότητα : ΔΙΑΚΡΙΤΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ FOURIER

Σχήµα 1: Χρήση ψηφιακών φίλτρων για επεξεργασία σηµάτων συνεχούς χρόνου

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

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

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

ΕΝΟΤΗΤΑ 12: ΑΠΟΚΡΙΣΗ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ ΔΙΑΓΡΑΜΜΑΤΑ BODE

Κλασσική Θεωρία Ελέγχου

Μετασχηματισμός Z. Κυριακίδης Ιωάννης 2011

Εξεταστική Ιανουαρίου 2007 Μάθηµα: «Σήµατα και Συστήµατα»

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών. Σήματα. και. Συστήματα

X(e jω ) = x[n]e jωn (16.1) x[n] < (16.2) a n u[n] = a n =

4. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ FOURIER

Συστήματα Αυτόματου Ελέγχου

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ι

x[n]z n = ) nu[n]z n z 1) n z 1 (5) ( 1 z(2z 1 1]z n +

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Εισαγωγή στην Ανάλυση και Προσοµοίωση Δυναµικών Συστηµάτων

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 14 ΚΑΤΩ ΙΑΒΑΤΑ ΦΙΛΤΡΑ BESSEL-THOMSON

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)

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Γ' ΤΑΞΗ ΓΕΝ. ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ & ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ A ΘΕΜΑ Β

Transcript:

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

Διευρύνει τη κλάση των σηµάτων για τα οποία µπορεί να επιτευχθεί η µετάβαση από το πεδίο του χρόνου στο πεδίο της συχνότητας. Παρέχει τη δυνατότητα µελέτης συστηµάτων που δεν βρίσκονται σε αρχική κατάσταση ηρεµίας. Μας δίνει τη δυνατότητα εναλλακτικών τρόπων παράστασης των συστηµάτων. Μετατροπή των Δ.Ε. σε αλγεβρικές εξισώσεις.

Ορισµός: L a { } e d, σ jω a Αν α-, τότε έχουµε τον Αµφίπλευρο Μετασχηµατισµό Laplace Αν α±0, τότε έχουµε το Μονόπλευρο Μετασχηµατισµό Laplace

Αµφίπλευρος Μετασχηµατισµός Laplace } { Ω Ω j F j Σχέση Μετασχηµατισµών Fourier και Laplace } { e F σ Ω j d e L σ, } { 4

Μιγαδικό Επίπεδο- jωim{} 0 σre{} 5

Περιοχή Σύγκλισης Μετασχηµατισµού: a e u L a a e u L a Τι συµβαίνει;. Υπάρχει Λάθος; 6

Περιοχή Σύγκλισης Μετασχηµατισµού: a e u L,Re{ } a > α a e u L,Re{ } a < α 7

a e u Μιγαδικό Επίπεδο- jωim{} a e u Πόλος σ-α σre{} Περιοχή Σύγκλισης L{} σre{}<-α Περιοχή Σύγκλισης L{} σre{}>-α 8

u e e Μετασχηµατισµός Laplace },Re{ > Πραγµατικά Εκθετικά Σήµατα: και u e u e όπου: } Re{, > } Re{, > Όµως: και εποµένως, χρησιµοποιώντας την ιδιότητα της Γραµµικότητας: 9

Περιοχή Σύγκλισης L{ } σre{}>- Μιγαδικό Επίπεδο- jωim{} Περιοχή Σύγκλισης L{ } σre{}>- Πόλος Μηδενικό - - σre{} 0

Πραγµατικά & Μιγαδικά Εκθετικά Σήµατα: u e u e u e j j όπου: e! co e! u

} Re{, 0 5 > } Re{, > } Re{, > j Όµως: και εποµένως, χρησιµοποιώντας την ιδιότητα της Γραµµικότητας: Μετασχηµατισµός Laplace Πραγµατικά & Μιγαδικά Εκθετικά Σήµατα: Συνέχεια } Re{, > j

Περιοχή Σύγκλισης L{ } σre{}>- Μιγαδικό Επίπεδο- jωim{} j Περιοχή Σύγκλισης L{ } σre{}>- Πόλος Μηδενικό - - σre{} -j

u e u e δ 4 όπου: 4 u e e δ Κρουστικά Σήµατα: 4

Κρουστικά Σήµατα: Συνέχεια } Re{, 4 >, } Re{, > Όµως: και εποµένως, χρησιµοποιώντας την ιδιότητα της Γραµµικότητας: } Re{, > 5

Περιοχή Σύγκλισης L{ } σre{}>- Μιγαδικό Επίπεδο- jωim{} Περιοχή Σύγκλισης L{ } σre{}> Πόλος Μηδενικό - σre{} Περιοχή Σύγκλισης L{δ } 6

Περιοχή Σύγκλισης Μετασχηµατισµού: Μερικές Ιδιότητες Ιδιότητα : Η ΠΣ του Χ συντίθεται από λωρίδες παράλληλες στον άξονα jω. Μια συνάρτηση είναι εκθετικής τάξης λ αν: M > : λ <, 0 0, λ, e M 0 7

Μιγαδικό Επίπεδο- jωim{} Περιοχή Σύγκλισης σre{} 8

Περιοχή Σύγκλισης Μετασχηµατισµού: Μερικές Ιδιότητες Ιδιότητα : Αν το είναι πεπερασµένης διάρκειας και ολοκληρώσιµo κατ απόλυτη τιµή, η ΠΣ του Χ είναι ολόκληρο το επίπεδο. Τ Τ 9

Μιγαδικό Επίπεδο- jωim{} Περιοχή Σύγκλισης σre{} 0

Περιοχή Σύγκλισης Μετασχηµατισµού: Μερικές Ιδιότητες Ιδιότητα : Αν το είναι ένα σήµα δεξιάς επέκτασης και η ευθεία Re{}σ0 ανήκει στη ΠΣ του Χ, τότε: κάθε : Re{}>σ0 θα ανήκει στην ΠΣ του. Τ

Μιγαδικό Επίπεδο- jωim{} σ0 Περιοχή Σύγκλισης σre{} ευθεία Re{}σ0

Περιοχή Σύγκλισης Μετασχηµατισµού: Μερικές Ιδιότητες Ιδιότητα 4: Αν το είναι ένα σήµα αριστερής επέκτασης και η ευθεία: Re{}σ0 ανήκει στη ΠΣ του Χ, τότε: κάθε : Re{}<σ0 θα ανήκει στην ΠΣ του. Τ

Μιγαδικό Επίπεδο- jωim{} Περιοχή Σύγκλισης σ0 σre{} ευθεία Re{}σ0 4

Περιοχή Σύγκλισης Μετασχηµατισµού: Μερικές Ιδιότητες Ιδιότητα 5: Αν το είναι ένα σήµα αµφίπλευρης επέκτασης και η ευθεία: Re{}σ0 ανήκει στη ΠΣ του Χ, τότε: Η ΠΣ θα είναι µια λωρίδα στο επίπεδο- που θα περιλαµβάνει την ευθεία Re{}σ0. 5

Μιγαδικό Επίπεδο- jωim{} Περιοχή Περιοχή Σύγκλισης σ0 Σύγκλισης σre{} ευθεία Re{}σ0 6

Περιοχή Σύγκλισης Μετασχηµατισµού: Μερικές Ιδιότητες Ιδιότητα 6: Η ΠΣ µιας ρητής Χ δεν περιέχει πόλους. Ιδιότητα 7: Η ΠΣ µιας ρητής Χ ή εκτείνεται ως το άπειρο ή περιορίζεται από τους πόλους της. 7

Δίνεται ο Μετασχηµατισµός Laplace: Μιγαδικό Επίπεδο- jωim{} - - σre{} 8

Μιγαδικό Επίπεδο- jωim{} Περιοχή Σύγκλισης Δεξιάς επέκτασης σήµατος - - σre{} 9

Περιοχή Σύγκλισης Μιγαδικό Επίπεδο- jωim{} Αριστερής επέκτασης σήµατος - - σre{} 0

Περιοχή Σύγκλισης Αµφίπλευρης επέκτασης σήµατος Μιγαδικό Επίπεδο- jωim{} - - σre{}