Signali i sustavi AUDITORNE VJEŽBE 10. Jednadžbe diferencija, primjer

Σχετικά έγγραφα
2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

Riješeni zadaci: Nizovi realnih brojeva

PRIMJER 3. MATLAB filtdemo

Osnovne teoreme diferencijalnog računa

Zavrxni ispit iz Matematiqke analize 1

1 Promjena baze vektora

Diferencialna enačba, v kateri nastopata neznana funkcija in njen odvod v prvi potenci

( , treći kolokvij) 3. Na dite lokalne ekstreme funkcije z = x 4 + y 4 2x 2 + 2y 2 3. (20 bodova)

3.1 Granična vrednost funkcije u tački

Elementi spektralne teorije matrica

Neka je a 3 x 3 + a 2 x 2 + a 1 x + a 0 = 0 algebarska jednadžba trećeg stupnja. Rješavanje ove jednadžbe sastoji se od nekoliko koraka.

IZVODI ZADACI (I deo)

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

TRIGONOMETRIJSKE FUNKCIJE I I.1.

Predavanja i vježbe 2

Trigonometrija 2. Adicijske formule. Formule dvostrukog kuta Formule polovičnog kuta Pretvaranje sume(razlike u produkt i obrnuto

Riješeni zadaci: Limes funkcije. Neprekidnost

PARCIJALNI IZVODI I DIFERENCIJALI. Sama definicija parcijalnog izvoda i diferencijala je malo teža, mi se njome ovde nećemo baviti a vi ćete je,

transformacija j y i x x promatramo dva koordinatna sustava S i S sa zajedničkim ishodištem z z Homogene funkcije Ortogonalne transformacije

Funkcije dviju varjabli (zadaci za vježbu)

Trigonometrijske nejednačine

a M a A. Može se pokazati da je supremum (ako postoji) jedinstven pa uvodimo oznaku sup A.

Ako je koeficijent korelacije blizak 1, ne mora značiti da su X i Y međusobno zavisne, već da postoji treća promenljiva Z od koje zavise X i Y.

7 Algebarske jednadžbe

PRAVA. Prava je u prostoru određena jednom svojom tačkom i vektorom paralelnim sa tom pravom ( vektor paralelnosti).

(P.I.) PRETPOSTAVKA INDUKCIJE - pretpostavimo da tvrdnja vrijedi za n = k.

Obične diferencijalne jednadžbe 2. reda

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

Determinante. a11 a. a 21 a 22. Definicija 1. (Determinanta prvog reda) Determinanta matrice A = [a] je broj a.

Pismeni ispit iz matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja sistema u zavisnosti od parametra: ( ) + 1.

MATRICE I DETERMINANTE - formule i zadaci - (Matrice i determinante) 1 / 15

SISTEMI DIFERENCIJALNIH JEDNAČINA - ZADACI NORMALNI OBLIK

Ispitivanje toka i skiciranje grafika funkcija

( ) ( ) 2 UNIVERZITET U ZENICI POLITEHNIČKI FAKULTET. Zadaci za pripremu polaganja kvalifikacionog ispita iz Matematike. 1. Riješiti jednačine: 4

III VEŽBA: FURIJEOVI REDOVI

18. listopada listopada / 13

IZVODI ZADACI ( IV deo) Rešenje: Najpre ćemo logaritmovati ovu jednakost sa ln ( to beše prirodni logaritam za osnovu e) a zatim ćemo

SEMINAR IZ KOLEGIJA ANALITIČKA KEMIJA I. Studij Primijenjena kemija

SISTEMI NELINEARNIH JEDNAČINA

4.7. Zadaci Formalizam diferenciranja (teorija na stranama ) 343. Znajući izvod funkcije x arctg x, odrediti izvod funkcije x arcctg x.

2. Ako je funkcija f(x) parna onda se Fourierov red funkcije f(x) reducira na Fourierov kosinusni red. f(x) cos

1.4 Tangenta i normala

APROKSIMACIJA FUNKCIJA

( ) ( ) Zadatak 001 (Ines, hotelijerska škola) Ako je tg x = 4, izračunaj

Iterativne metode - vježbe

pismeni br.4 4.2: Izračunati yds, gdje je K luk parabole y 2 = 2 px od ishodišta to točke

IZRAČUNAVANJE POKAZATELJA NAČINA RADA NAČINA RADA (ISKORIŠĆENOSTI KAPACITETA, STEPENA OTVORENOSTI RADNIH MESTA I NIVOA ORGANIZOVANOSTI)

1 Obične diferencijalne jednadžbe

IZVODI ZADACI (I deo)

radni nerecenzirani materijal za predavanja

Pismeni ispit iz matematike GRUPA A 1. Napisati u trigonometrijskom i eksponencijalnom obliku kompleksni broj, zatim naći 4 z.

41. Jednačine koje se svode na kvadratne

Matematička analiza 1 dodatni zadaci

MATEMATIKA Pokažite da za konjugiranje (a + bi = a bi) vrijedi. a) z=z b) z 1 z 2 = z 1 z 2 c) z 1 ± z 2 = z 1 ± z 2 d) z z= z 2

POVRŠINA TANGENCIJALNO-TETIVNOG ČETVEROKUTA

F (t) F (t) F (t) OGLEDNI PRIMJER SVEUČILIŠTE J.J.STROSSMAYERA U OSIJEKU ZADATAK

Numerička matematika 2. kolokvij (1. srpnja 2009.)

DIFERENCIJALNE JEDNADŽBE

5. Karakteristične funkcije

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

Prvi kolokvijum. y 4 dy = 0. Drugi kolokvijum. Treći kolokvijum

Zadaci sa prethodnih prijemnih ispita iz matematike na Beogradskom univerzitetu

TRIGONOMETRIJA TROKUTA

Veleučilište u Rijeci Stručni studij sigurnosti na radu Akad. god. 2011/2012. Matematika. Monotonost i ekstremi. Katica Jurasić. Rijeka, 2011.

Ĉetverokut - DOMAĆA ZADAĆA. Nakon odgledanih videa trebali biste biti u stanju samostalno riješiti sljedeće zadatke.

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

Sortiranje prebrajanjem (Counting sort) i Radix Sort

radni nerecenzirani materijal za predavanja R(f) = {f(x) x D}

4 Numeričko diferenciranje

RIJEŠENI ZADACI I TEORIJA IZ

Linearna algebra 2 prvi kolokvij,

Dijagonalizacija operatora

Prikaz sustava u prostoru stanja

Iskazna logika 3. Matematička logika u računarstvu. novembar 2012

( ) π. I slučaj-štap sa zglobovima na krajevima F. Opšte rešenje diferencijalne jednačine (1): min

Operacije s matricama

max max max L n M M M M E e

Linearna algebra I, zimski semestar 2007/2008

PRAVAC. riješeni zadaci 1 od 8 1. Nađite parametarski i kanonski oblik jednadžbe pravca koji prolazi točkama. i kroz A :

ISPITNI ZADACI FORMULE. A, B i C koeficijenti (barem jedan A ili B različiti od nule)

Kola u ustaljenom prostoperiodičnom režimu

BIPOLARNI TRANZISTOR Auditorne vježbe

NASTAVNI PREDMET: MATEMATIKA 3

SOPSTVENE VREDNOSTI I SOPSTVENI VEKTORI LINEARNOG OPERATORA I KVADRATNE MATRICE

Više dokaza jedne poznate trigonometrijske nejednakosti u trokutu

Apsolutno neprekidne raspodele Raspodele apsolutno neprekidnih sluqajnih promenljivih nazivaju se apsolutno neprekidnim raspodelama.

Cauchyjev teorem. Postoji više dokaza ovog teorema, a najjednostvniji je uz pomoć Greenove formule: dxdy. int C i Cauchy Riemannovih uvjeta.

3n an = 4n3/2 +2n+ n 5n 3/2 +5n+2 n a 2 n = n 2. ( 2) n Dodatak. = 0, lim n! 2n 6n + 1

Katedra za matematiku (FSB, Zagreb) Matematika 2 Poglavlje 6 1 / 60

Dimenzionisanje štapova izloženih uvijanju na osnovu dozvoljenog tangencijalnog napona.

2. KOLOKVIJ IZ MATEMATIKE 1

Riješeni zadaci: Realni brojevi i realne funkcije jedne realne varijable

DOMAĆA ZADAĆA 5. /Formulacije i rješenja zadataka/ - INŽENJERSKA MATEMATIKA 1 ak. 2009/2010. Selma Grebović. Sarajevo, Decembar 2009.

2log. se zove numerus (logaritmand), je osnova (baza) log. log. log =

y f x y g x Bernouli diferencijalna jed.: y' f x y g x y n realni broj; Svodi se na linernu dif.jed. Homogena diferencijalna jed.

Eliminacijski zadatak iz Matematike 1 za kemičare

( , 2. kolokvij)

PID: Domen P je glavnoidealski [PID] akko svaki ideal u P je glavni (generisan jednim elementom; oblika ap := {ab b P }, za neko a P ).

Kaskadna kompenzacija SAU

IspitivaƬe funkcija: 1. Oblast definisanosti funkcije (ili domen funkcije) D f

Transcript:

Signali i sustavi AUDITORNE VJEŽBE 0 LS&S FER ZESOI Jednadžbe diferencia Koriste se u opisu disretnog sustava modelom s ulazno izlaznim variablama. Određivane odziva sustava svodi se na problem rešavana ednadžbi diferencia. Načine rešavana ednadžbi diferencia ilustrirat ćemo primerima. Jednadžbe diferencia, primer. JEDNADŽBA DIFERENIJA () ( ) u(). Opisue nei disretni sustav. Potrebno e odrediti odziv na pobudu ediničnom stepenicom. u ( ) za 0 0 za < 0.

Rešavane ednadžbe diferencia postupom računana ora po ora Naša ednadžba e ednadžba diferencia drugog stupna. Da bi e riešili potrebno e poznavane dva početna uveta. Budući da e pobuda različita od nule za 0 onda određuemo i odziv za 0. U sladu s tim, potrebno e poznavati početne uvete u () i (). Metoda ora po ora e naednostavnii način izračunavana odziva. Metoda ora po ora... Modificiramo izgled početne ednadžbe: () ( ) u(). Uvrstimo li zadanu pobudu, dobivamo: () ( ), za 0. Uz pretpostavlene početne uvete () () 0, uvrštavanem vriednosti računamo: 0 (0) () 0 0 () () 0 () (0) 0 () () 0 () () 0 Metoda ora po ora... 5 (5) ( ) 5 0 6 (6) ( ) 6 0 7 (7) ( 5) 7 0 8 (8) ( 6) 8 0 itd. Odziv zadanog disretnog sustava na ediničnu stepenicu e periodiči niz. ()... 0 5 6 7 8 9 05678

Metoda ora po ora Metoda ora po ora za rešavane ednadžbi diferencia nema evivalenta od diferencialnih ednadžbi! Ova način rešavana ednadžbe diferencia ne dae analitiči izraz za odziv. Međutim, interesantan e er se primenue u slopovsim ili programsim simulaciama sustava. Korištenem osnovnih elemenata disretnih sustava, moguće e za zadanu ednadžbu diferencia nacrtati simulacisi blo diagram. Simulacisi blo diagram () ( ) u(). () u() A () B E - () E - () D Označimo toče promatrana. Izračunamo () iz ednadžbe diferencia. Sustav e drugog reda, trebau nam dva elementa za ašnene. Postupa simulacie Postupa izvođena simulacie priazat ćemo tabelom. Stupci A, B,, D predstavlau stane poedinih točaa modela u oracima. A B D u() () ( ) u() ( ) ( ) 0 u(0) (0) () u(0) 0 () 0 () 0 u() () () u() 0 (0) () 0 u() () (0) u() 0 () (0) u() () () u() 0 () 0 () u() () () u() 0 () 0 () 0 itd.

Realizacia sustava Realizacia osnovnih elemenata modela: Zbraalo, množilo i elementi za edinično ašnene realizirau se slopovsi pomoću digitalnih integriranih slopova za zbraane, množene i poma. Programsi se realizirau na računalu opće ili posebne namene (specializirani procesori za digitalnu obradu signala). Klasični način rešavana linearnih ednadžbi diferencia Rešene nehomogenih linearnih ednadžbi diferencia općenito se dobiva ao suma: rešena homogene ednadžbe h (), oeg određue strutura ednadžbe i partiularnog rešena p (), oeg određue funcia pobude. Primer, određivane homogenog rešena Primer. Odrediti rešene homogene ednadžbe diferencia: ( ) ( ) ( ) 0. Jednadžbu zadovolava funcia () q. Uvrštavanem ove funcie dobivamo tzv. araterističnu ednadžbu: q q q 0.

Primer, arateristična ednadžba Odnosno: q q q 0. Netrivialno rešene traži da e: q q 0. Karateristična ednadžba dae dva arateristična oriena. Primer, arateristična ednadžba Ova dva arateristična oriena nazivau se i vlastite frevencie. q q 0 q q. Jednadžbu dale zadovolavau funcie odnosno nizovi q, q. Rešene homogene ednadžbe diferencia, za sluča različitih q i q dobivamo u obliu: Primer, određivane onstanti... h ( ) q q ( ). Konstante i se određuu na temelu poznavana početnih uveta () i (). Nea su npr. () i (). Homogena: ( ) ( ). h Vriedi samo za 0!

Primer, određivane onstanti... Da bi odredili i treba metodom ora po ora iz početnih uveta odrediti (0) i (). Za : ( 0 ) ( ) ( ). 5 Prema tome sada možemo definirati dvie ednadžbe s dvie nepoznanice. () ( 0) ( ). Primer, određivane onstanti Za 0: Za : 5 () (). Odnosno, možemo pisati u obliu:,. 5 6 0 ( 0) (). 0 Primer, arateristična ednadžba... ( ) ( ) ( ) 0. Rešene homogene ednadžbe? Funcia oa zadovolava gornu ednadžbu e oblia () q, stoga sliedi: q q q q q 0. q 0.

Primer, arateristična ednadžba... Karateristična ednadžba e trećeg reda. q q 0. Sređivanem ednadžbe dobivamo: q q q 0, q q q 0, q 0. q q Primer, arateristična ednadžba I onačno... q q q Iz čega sliede rešena... ( ) 0. q, q, q. Primer, rešene homogene... Ovde se radi o višestruo (dvostruo) vlastito vriednosti, pa e homogeno rešene oblia: ( ) q q q h ().

Primer Primer,, arateristična arateristična ednadžba ednadžba...... ( ) ( ) ( ). 0, : 0/ q q q q 0. q q Rešene: Funcia oa zadovolava gornu ednadžbu e oblia () q stoga sliedi: Primer Primer,, arateristična arateristična ednadžba ednadžba...... Rešavanem ove vadratne ednadžbe dobivamo rešena:., q ± Rešena možemo zapisati na drugi način:, e q. e q Primer Primer,, rešene rešene homogene homogene...... ( ) h e e Rešene homogene ednadžbe e prema tome: e e sin cos sin cos ( ) ( ). sin cos

Primer, rešene homogene Konačno rešene možemo pisati ao : h dolazi od faze modul ( ) Acos Bsin. Određivane partiularnog rešena Naveći bro pobuda zanimlivih za analizu disretnih sustava dade se predstaviti ili aprosimirati nizovima oblia polinoma ili omplesne esponenciale. To e razlog da se metoda neodređenih oeficienata oristi u analizi sustava (zbog nene ednostavnosti). Zadata. Naći odziv disretnog sustava opisanog ednadžbom diferencia: na pobudu: ( ) ( ) ( ) u( ), u ( ) 0 ( ) za 0, za < 0, i uz početne uvete () 0 i ().

Zadata, homogena ednadžba... Rešene: Potrebno e riešiti nehomogenu ednadžbu: ( ) ( ) ( ) ( ) za 0. Osim rešena homogene ednadžbe, potrebno e naći i partiularno rešene. Određivane homogenog rešena: Uvrštavanem niza () q u homogenu ednadžbu, dobivamo araterističnu ednadžbu: Zadata, rešene homogene q q q 0/ : q q q 0, q q pa e homogeno rešene:,, h ( ) ( ) ( ). Zadata, partiularno rešene... Određivane partiularnog rešena: Pobuda e složena i predstavla umnoža polinoma prvog reda i esponencialnog niza. Za pobudu polinomom ntog reda i partiularno rešene će biti polinom ntog reda. Za pobudu esponencialom i partiularno rešene ima obli esponenciale. Za našu pobudu u() () partiularno rešene bi izgledalo ovao:

Zadata, partiularno rešene... p () (A B) () Budući da e frevencia omplesne esponenciale ednaa vlastito frevencii sustava (i dvostrua e), partiularno rešene treba pomnožiti sa nizom s gdeesstupan višestruosti arateristične frevencie. Stoga, naše partiularno rešene izgleda ovao: p () (A B)(). Zadata, partiularno rešene... Uvrštenem partiularnog rešena u nehomogenu ednadžbu i primenom metode neodređenih oeficienata možemo odrediti onstante A i B. p () (A B)() (A B )(), p ( ) [A( ) B( ) ]() [A A A A B B B](), p ( ) [A( ) B( ) ]() [A 6A A 8A B B B](). Zadata, partiularno rešene... Uvrstimo li p (), p ( ), p ( ) u ( ) ( ) ( ) ( ) sliedi: (A B )() [A (B A) (A B) (B A)]() [ A (B 6A) (A B) B 8A]() (). Grupiranem uz poedine potencie od dobivamo: [(A A A) (6A B B B 6A) ( 6A B A B) (A B B 8A)]() ().

Zadata, uupno rešene... (6A 6A B)() (), 6A, 6A B 0, A /6 & B /. Partiularno rešene sada glasi : p 6 Totalno rešene : ( ) ( ). ( ) ( ) ( ). h p Zadata, uupno rešene 6 za 0. ( ) ( ) ( ) ( ) Zadata, homogena... Rieši ednadžbu () () () u() uz supstituciu. Odnosno, potrebno e riešiti ednadžbu ( ) ( ) ( ) u( ) uz uvete: ( ) za 0, u( ) 0 za < 0. Rešene homogene ednadžbe ( ) ( ) () 0. Uvrstimo niz () q i dobivamo: q q q 0 /:q.

Zadata, nastava... q q 0. Rešena ove arateristične ednadžbe poznata su nam iz prethodnog zadata. Nehomogena ednadžba u tom slučau glasi: ( ) ( ) () ( )(), ( ) ( ) () ( )(). Partiularno rešene e oblia: p () ( D)() ( D )(). Potrebno e odrediti p ( ) i p ( ). Zadata, partiularno rešene... p ( ) [( ) D( ) ]() [ D D D]() [ ( D) ( D) (D )](). p ( ) [( ) D( ) ]() [ 6 8 D D D]() [ (6 D) ( D) (8 D)](). Uvrštavanem u ednadžbu sliedi: [ (6 D) ( D) (8 D)]() [ (6 D) (6 D) D ]() ( D )() ( )(). Zadata, partiularno rešene... Grupiranem po potenciama od [( ) (6 D 6 D D) ( D 6 D) (8 D D )]() ( )(). Iz ovoga sliedi : 6 6 D, 6 /6, 6 D D /. Pa e partiularno rešene: p 6 ( ) ( ).

Zadata, omentar Naravno, i totalno rešene e ednao: 6 Uočavamo da obe ednadžbe: ( ) ( ) ( ) ( ). () ( ) ( ) u(), ( ) ( ) () u( ), imau identično rešene (t. evivalentne su). Prva se realizira pomoću elemenata za edinično ašnene (E ), druga pomoću elemenata za prediciu (E)!