Όταν θα έχουµε τελειώσει το Κεφάλαιο αυτό θα µπορούµε να:

Σχετικά έγγραφα
ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE

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

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

6. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE

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

4. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ FOURIER

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

Σήματα και Συστήματα

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)

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Προηγµένες Υπηρεσίες Τηλεκπαίδευσης στο Τ.Ε.Ι. Σερρών

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

Παρατηρήσεις για το µετασχηµατισµό Laplace

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

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών

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

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

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

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

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) )

Θέματα Εξετάσεων Ιουνίου 2003 στο μάθημα Σήματα και Συστήματα και Λύσεις

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

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

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

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Ο μετασχηματισμός z αντιστοιχεί στην ακολουθία συνάρτηση: Xz ()

= 5 cos(2π500t π/2) + 9 cos(2π900t + π/3) cos(2π1400t) (9) H(f) = 4.5, αλλού

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών. HY-215: Εφαρµοσµένα Μαθηµατικά για Μηχανικούς ιδάσκοντες : Γ. Στυλιανού, Γ.

7 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ z

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)

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

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

4. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ FOURIER

Μετασχηµατισµοί Laplace, Αναλογικά Συστήµατα, ιαφορικές Εξισώσεις

x(t) 2 = e 2 t = e 2t, t > 0

Ο ΑΜΦΙΠΛΕΥΡΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ Z

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

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

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

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών

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)

Α. ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE

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

Ο ΑΜΦΙΠΛΕΥΡΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ Z

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

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ FOURIER

Εισαγωγή στην Ανάλυση και Προσοµοίωση Δυναµικών Συστηµάτων

HMY 220: Σήματα και Συστήματα Ι

Παράδειγμα 14.2 Να βρεθεί ο μετασχηματισμός Laplace των συναρτήσεων

ΣΤΗΑ ΨΕΣ /4/2013 2:12 πµ

Ανάλυση υναµικής ιεργασιών

Μετασχηµατισµός Ζ (z-tranform)

Παραρτήματα. Παράρτημα 1 ο : Μιγαδικοί Αριθμοί

ΓΧΑ σύστημα h(t), H(s)

Εισαγωγή στην Τεχνολογία Αυτοματισμού

Εισαγωγή στην Ανάλυση και Προσοµοίωση Δυναµικών Συστηµάτων

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

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 5: Γραφική Μέθοδος Υπολογισμού του Συνελικτικού Ολοκληρώματος. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου 1 Ενότητα # 8: Αντίστροφος μετασχηματισμός Laplace Εφαρμογή σε απόκριση συστήματος: Σύστημα 1 ης τάξης

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟ MATLAB... 13

Εισαγωγή στην Ανάλυση και Προσοµοίωση Δυναµικών Συστηµάτων

Αντιστρέψιµα και µη αντιστρέψιµα συστήµατα

Τυπική µορφή συστήµατος 2 ας τάξης

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

x(t)e jωt dt = e 2(t 1) u(t 1)e jωt dt = e 2 t 1 e jωt dt =

Περιγραφή Συστηµάτων Αυτοµάτου Ελέγχου

Εισαγωγή στην Τεχνολογία Αυτοματισμού

ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Ι

ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE ΑΝΑΛΥΣΗ στο πεδίο των ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ 2. ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΚΥΚΛΩΜΑΤΩΝ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Τµήµα Επιστήµης Υπολογιστών

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

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

Συστήματα Αυτόματου Ελέγχου

ΗΥ215 - Εφαρμοσμένα Μαθηματικά για Μηχανικούς

Ανάλυση Σ.Α.Ε στο χώρο κατάστασης

ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΓΕΝΙΚΟ ΤΜΗΜΑ

ΘΕΜΑ 2 1. Υπολογίστε την σχέση των δύο αντιστάσεων, ώστε η συνάρτηση V

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

Μαθηματικά μοντέλα συστημάτων

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ

Ο Μετασχηματισμός Ζ. Ανάλυση συστημάτων με το μετασχηματισμό Ζ

Άσκηση: Ένα σύστηµα µε είσοδο u(t), έξοδο y(t) και διάνυσµα κατάστασης x(t) = (x 1 (t) x 2 (t)) T περιγράφεται από το ακόλουθο διάγραµµα:

όπου είναι γνήσια. ρητή συνάρτηση (δηλαδή ο βαθµός του πολυωνύµου υ ( x)

1. Τριγωνοµετρικές ταυτότητες.

website:

Kεφάλαιο 5. µετασχηµατισµού Laplace.

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

ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Περιγραφή Σηµάτων Συνεχούς Χρόνου Συνάρτηση δέλτα Κατανοµές

dx T0 (t) 2 T rect ( t sinc = 1 2 sinc ( k

Μάθημα: Θεωρία Δικτύων

Κλασσική Θεωρία Ελέγχου

, του συστήµατος. αλλιώς έχουµε. 10π 15π

Μετασχηµατισµός Laplace

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

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

Ευστάθεια Συστηµάτων Αυτοµάτου Ελέγχου: Αλγεβρικά κριτήρια

Συνεπώς, η συνάρτηση µεταφοράς δεν µπορεί να οριστεί για z=0 ενώ µηδενίζεται όταν z=1. Εύκολα προκύπτει το διάγραµµα πόλων-µηδενικών ως εξής:

Transcript:

6. ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE Όταν θα έχουµε τελειώσει το Κεφάλαιο αυτό θα µπορούµε να: ορίσουµε το Μετασχηµατισµό Laplace (ML) και το Μονόπλευρο Μετασχηµατισµό Laplace (MML) και να περιγράψουµε τις βασικές διαφορές τους. περιγράψουµε τι είναι συνάρτηση µεταφοράς συστήµατος και εξηγήσουµε έννοιες όπως περιοχή σύγκλισης, πόλος και µηδενικό. διατυπώσουµε τη σχέση που υπάρχει µεταξύ µετασχηµατισµού Fourier και µετασχηµατισµού Laplace. υπολογίσουµε το µετασχηµατισµό Laplace στοιχειωδών σηµάτων. αναφέρουµε τις ιδιότητες του µετασχηµατισµού Laplace. υπολογίζουµε εύκολα τον αντίστροφο µετασχηµατισµό Laplace µιας συνάρτησης, χωρίς να καταφεύγουµε στην εξίσωση αντιστροφής επιλύουµε γραµµικές διαφορικές εξισώσεις µε αρχικές συνθήκες µε τη βοήθεια του µονόπλευρου µετασχηµατισµού Laplace. υπολογίζουµε τη συνάρτηση µεταφοράς ενός ΓΧΑ συστήµατος µε τη βοήθεια της διαφορικής εξίσωσης, η οποία συνδέει την είσοδο και την έξοδο του συστήµατος. υπολογίζουµε την έξοδο ενός συστήµατος, το οποίο δε βρίσκεται απαραίτητα σε κατάσταση ηρεµίας, όταν γνωρίζουµε την είσοδό του και τη διαφορική εξίσωση η οποία συνδέει την είσοδο και την έξοδο του συστήµατος. προσδιορίζουµε τη συµπεριφορά ενός συστήµατος από τη θέση των πόλων της συνάρτησης µεταφοράς του στο µιγαδικό επίπεδο. 1

Ο Ρ Ι Σ Μ Ο Σ Ο Mετασχηµατισµός Laplace αντιστοιχεί στο σήµα συνεχούς χρόνου x(t) τη συνάρτηση { } = X (s) x(t) e st dt L x(t) O Μετασχηµατισµός Laplace του σήµατος είναι µιγαδική συνάρτηση, της µιγαδικής µεταβλητής { } = X (ω) x(t) e jω t dt F x(t) Να υπολογιστεί ο Mετασχηµατισµός Laplace του αιτιατού εκθετικού σήµατος: Με περιοχή σύγκλισης όπου α µιγαδικός αριθµός Tο αιτιατό εκθετικό σήµα όταν Re{a}>0. 2

Να υπολογιστεί ο Mετασχηµατισµός Laplace του αυστηρά µη αιτιατού εκθετικού σήµατος Με περιοχή σύγκλισης Tο αυστηρά µη αιτιατό εκθετικό σήµα όταν Re{a}<0. Να υπολογιστεί ο Mετασχηµατισµός Laplace του σήµατος Με περιοχή σύγκλισης 3

Να υπολογιστεί ο Mετασχηµατισµός Laplace του σήµατος Με περιοχή σύγκλισης Να υπολογιστεί ο Mετασχηµατισµός Laplace του σήµατος X (s) = L{ t e at u(t) } = 1 (s + a) 2 µε περιοχή σύγκλισης Αν έχουµε: µε περιοχή σύγκλισης 4

Ιδιότητες του Μετασχηµατισµού Laplace Γραµµικότητα Με περιοχή σύγκλισης τουλάχιστον Μετατόπιση στο χρόνο µε την ίδια Π Σ R Μετατόπιση στη µιγαδική συχνότητα µε Π Σ Κλιµάκωση στο χρόνο και στη συχνότητα Αν Με Π Σ τότε Με Π Σ Παραγώγιση στη συχνότητα µε την ίδια Π Σ R 5

Ολοκλήρωση στη συχνότητα µε την ίδια Π Σ R Μετασχηµατισµός Laplace παραγώγου µε την ίδια Π Σ R Μετασχηµατισµός Laplace ολοκληρώµατος Με περιοχή σύγκλισης τουλάχιστον Θεώρηµα της συνέλιξης στο χρόνο Με περιοχή σύγκλισης τουλάχιστον Θεώρηµα αρχικής και τελικής τιµής 6

ΑΝΤΙΣΤΡΟΦΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE x ( t) = 1 2π j σ+ j σ j X ( s)e st d s Το ολοκλήρωµα έχει τη έννοια ότι η ολοκλήρωση εκτελείται πάνω στην ευθεία, η οποία πρέπει να περιέχεται στο πεδίο σύγκλισης του. Να υπολογιστεί ο αντίστροφος Μετασχηµατισµός Laplace της συνάρτησης Με περιοχή σύγκλισης 7

Να υπολογιστεί ο αντίστροφος Μετασχηµατισµός Laplace της συνάρτησης Με περιοχή σύγκλισης x ( t) = [ t e t + 2e t e 2 t ] u( t) Να υπολογιστεί ο αντίστροφος Μετασχηµατισµός Laplace της συνάρτησης Με περιοχή σύγκλισης Μιγαδικές ρίζες 8

Να υπολογιστεί ο αντίστροφος Μετασχηµατισµός Laplace της συνάρτησης Με περιοχή σύγκλισης 9

Ο ΜΟΝΟΠΛΕΥΡΟΣ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE Παραγώγιση στο χρόνο Ολοκλήρωση στο χρόνο ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΥ LAPLACE Επίλυση γραµµικής διαφορικής εξίσωσης µε τη βοήθεια Μονόπλευρου Μετασχηµατισµού Laplace Η χρήση του µετασχηµατισµού Laplace στην ανάλυση ΓΧΑ συστηµάτων 10

Να επιλυθεί η διαφορική εξίσωση µε αρχικές συνθήκες: και Παραγώγιση στο χρόνο Ολοκλήρωση στο χρόνο [ ] u(t) x (t) = L 1 { X(s) } = e t + 3e 2t ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Ένα γραµµικό χρονικά αναλλοίωτο σύστηµα περιγράφεται πλήρως από την κρουστική του απόκριση h(t). Το σήµα εισόδου, x(t), και το σήµα εξόδου, y(t), ενός ΓΧΑ συστήµατος συνδέονται µε το ολοκλήρωµα της συνέλιξης. Τα σήµατα εισόδου-εξόδου συσχετίζονται µε τη διαφορική εξίσωσης. Το θεώρηµα της Συνέλιξης. 11

Παρατηρούµε ότι η συνάρτηση µεταφοράς, H(s), ενός συστήµατος µπορεί να βρεθεί, ως πηλίκο των µετασχηµατισµών Laplace εξόδου-εισόδου. Υπενθυµίζεται ότι Και µε τη βοήθεια της έχουµε Η ευστάθεια και η αιτιότητα προσδιορίζουν την περιοχή σύγκλισης της συνάρτησης µεταφοράς του συστήµατος. Παρατηρούµε ότι η συνάρτηση µεταφοράς, H(s), ενός ΓΧΑ συστήµατος είναι µία ρητή συνάρτηση, δηλαδή, µπορεί να εκφραστεί ως λόγος δύο πολυωνύµων της µεταβλητής s. Σηµειώνεται επίσης στον υπολογισµό της H(s) ενός συστήµατος δεν υπεισέρχονται οι αρχικές συνθήκες στις οποίες βρίσκεται πιθανόν το σύστηµα. Αν έχουµε αρχικές συνθήκες τότε στη διαφορική εξίσωση συµπεριλαµβάνουµε τις αρχικές συνθήκες λόγω των ιδιοτήτων της παραγώγισης στο χρόνο και της ολοκλήρωσης στο χρόνο που έχει ο µονόπλευρος µετασχηµατισµός Laplace. Παραγώγιση στο χρόνο Ολοκλήρωση στο χρόνο και στην Y(s) = H(s) X(s) εµφανίζεται και ένας επιπλέoν όρος ο οποίος προέρχεται από τις αρχικές συνθήκες. Σηµειώνεται ότι η συνάρτηση µεταφοράς ενός συστήµατος είναι ανεξάρτητη της εισόδου και των αρχικών συνθηκών και ότι εξαρτάται µόνο από τα στοιχεία του συστήµατος. 12

Παρατηρήσεις για το µετασχηµατισµό Laplace Η συνάρτηση µεταφοράς, H(s), ενός ΓΧΑ συστήµατος είναι µία ρητή συνάρτηση, δηλαδή, µπορεί να εκφραστεί ως λόγος δύο πολυωνύµων της µεταβλητής s. Για να είναι ένα σύστηµα αιτιατό πρέπει η περιοχή σύγκλισης να είναι το δεξιό ηµιεπίπεδο του µιγαδικού επιπέδου µε σύνορο τη γραµµή που είναι κάθετη στον πραγµατικό άξονα στη θέση Re{a k } max. Αν ο βαθµός του πολυωνύµου του N(s) είναι µεγαλύτερος ή ίσος από το βαθµό του πολυωνύµου D(s), τότε, πριν αναλύσουµε σε απλά κλάσµατα, πρέπει να κάνουµε τη διαίρεση N(s) / D(s). Για να είναι ένα σύστηµα ΦΕΦΕ ευσταθές θα πρέπει ο βαθµός του πολυωνύµου N (s) να είναι µικρότερος από το βαθµό του πολυωνύµου D(s). Ένα ΓΧΑ σύστηµα είναι ΦΕΦΕ ευσταθές, αν η κρουστική απόκρισή του είναι απόλυτα ολοκληρώσιµη, δηλαδή, αν Στην περίπτωση αυτή υπάρχει ο MF και αυτό πραγµατοποιείται όταν το πεδίο σύγκλισης του ML περιέχει το φανταστικό άξονα. H θέση των πόλων ενός σήµατος στο µιγαδικό επίπεδο προσδιορίζει τη συµπεριφορά του σήµατος. 13

Παρατηρήσεις για την περιοχή σύγκλισης του µετασχηµατισµού Laplace Ευσταθές Ασταθές Να υπολογιστεί η κρουστική απόκριση του ΓΧΑ συστήµατος το οποίο έχει συνάρτηση µεταφοράς : Αιτιατό σύστηµα Ευσταθές σύστηµα Μη αιτιατό µη ευσταθές σύστηµα 14

Για το ηλεκτρικό κύκλωµα RC σε σειρά η διαφορική εξίσωση είναι Εφαρµόζοντας µετασχηµατισµό Laplace στα δύο µέλη της εξίσωσης έχουµε διαδοχικά Με περιοχή σύγκλισης Να προσδιοριστεί η συνάρτηση µεταφοράς και η κρουστική απόκριση του κυκλώµατος Η διαφορική εξίσωση για το σύστηµα είναι η συνάρτηση µεταφοράς είναι και η κρουστική απόκριση είναι 15

Αν το κύκλωµα αρχικά ηρεµεί, και στην είσοδό του, κατά τη χρονική στιγµή t 0 =0, εφαρµόσουµε πηγή σταθερής τάσης V, να προσδιοριστεί η τάση υ R (t) στα άκρα της αντίστασης σε συνάρτηση µε το χρόνο. Η συνάρτηση µεταφοράς είναι Αν η τάση στα άκρα της αντίστασης αρχικά είναι υ R (0 ) = 1 και στην είσοδό του, κατά τη χρονική στιγµή t 0 =0, εφαρµόσουµε πηγή σταθερής τάσης V = 2, να προσδιοριστεί η τάση υ R (t) στα άκρα της αντίστασης σε συνάρτηση µε το χρόνο. Η διαφορική εξίσωση για το σύστηµα είναι Παραγώγιση στο χρόνο Ολοκλήρωση στο χρόνο Λόγω της εισόδου υ in (t) = V u(t) Λόγω της αρχικής συνθήκης υ R (t) 16

Βασικά στοιχεία υλοποίησης συστηµάτων αναλογικού χρόνου Αθροιστής Πολλαπλασιαστής Ολοκληρωτής Σύστηµα πρώτης τάξης µε πόλους και µηδενικά Η διαφορική εξίσωση και η συνάρτηση µεταφοράς για σύστηµα πρώτης τάξης µε πόλους και µηδενικά είναι d y(t) dx(t) a 0 y (t) + a 1 = b dt 0 x (t) + b 1 dt η διαφορική εξίσωση γράφεται ως y (t) = 1 t t a a 0 y (τ) dτ + b 0 x (τ) dτ + b 1 x(t) 1 έτσι έχουµε την υλοποίηση x (t) H 1 (s) b 1 H ( s) = b 0 + b 1 s a 0 + a 1 s H 2 (s) a 1 y (t) Άµεσο σχήµα I b 0 -a 0 ή την υλοποίηση x (t) H 2 (s) a1 b 1 H 1 (s) y (t) Άµεσο σχήµα I I -a 0 b 0 17

dy(t) d 2 y(t) a 0 y (t) + a 1 + a dt 2 dt 2 dx(t) d 2 x(t) = b 0 x (t) + b 1 + b dt 2 dt 2 H ( s) = b 0 + b 1 s + b 2 s 2 a 0 + a 1 s + a 2 s 2 x (t) H 1 (s) b 2-1 a 2 H 2 (s) y (t) b 1 -a 1 Άµεσο σχήµα I b 0 -a 0 x (t) H 2 (s) - 1 a 2 H 1 (s) b 2 y (t) -a 1 b 1 Άµεσο σχήµα II -a 0 b 0 18