IMPULSNÍ A PŘECHODOVÁ CHARAKTERISTIKA,

Podobné dokumenty
Laplaceova transformace Modelování systémů a procesů (11MSP)

Matematika v automatizaci - pro řešení regulačních obvodů:

Pasivní tvarovací obvody RC

STATICKÉ A DYNAMICKÉ VLASTNOSTI ZAŘÍZENÍ

MATEMATIKA II V PŘÍKLADECH

Biologické modely. Robert Mařík. 9. listopadu Diferenciální rovnice 3. 2 Autonomní diferenciální rovnice 8

REGULACE ČINNOSTI ELEKTRICKÝCH ZAŘÍZENÍ

9 Viskoelastické modely

Analogový komparátor

transformace Idea afinního prostoru Definice afinního prostoru velké a stejně orientované.

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

PLL. Filtr smyčky (analogový) Dělič kmitočtu 1:N

Bipolární tranzistor jako

Teorie obnovy. Obnova

Derivace funkce více proměnných

Numerická integrace. b a. sin 100 t dt

Lineární rovnice prvního řádu. Máme řešit nehomogenní lineární diferenciální rovnici prvního řádu. Funkce h(t) = 2

5. Využití elektroanalogie při analýze a modelování dynamických vlastností mechanických soustav

SIGNÁLY A SOUSTAVY, SIGNÁLY A SYSTÉMY

Parciální funkce a parciální derivace

10 Lineární elasticita

2. MĚŘICÍ ZESILOVAČE A PŘEVODNÍKY

Diferenciální rovnice 1. řádu

Katedra aplikované matematiky FEI VŠB Technická univerzita Ostrava

Kmitání tělesa s danou budicí frekvencí

3B Přechodné děje v obvodech RC a RLC

SIMULACE. Numerické řešení obyčejných diferenciálních rovnic. Měřicí a řídicí technika přednášky LS 2006/07

Inverzní Laplaceova transformace

Katedra obecné elektrotechniky Fakulta elektrotechniky a informatiky, VŠB - TU Ostrava 4. TROJFÁZOVÉ OBVODY

Vzorce na integrování. 1. x s dx = xs+1. dx = ln x +C 3. e x dx = e x +C. 4. a x dx = ax. 14. sinhxdx = coshx+c. 15. coshxdx = sinhx+c.

1. Vysvětlete pojmy systém a orientované informační vazby (uveďte příklady a protipříklady). 2. Uveďte formy vnějšího a vnitřního popisu systémů.

Seznámíte se s principem integrace substituční metodou a se základními typy integrálů, které lze touto metodou vypočítat.

EKONOMETRIE 6. přednáška Modely národního důchodu

ZÁKLADY TEORIE SIGNÁLŮ A SOUSTAV

Simulační schemata, stavový popis. Petr Hušek

Kapitola 7: Neurčitý integrál. 1/14

JAN JUREK. Jméno: Podpis: Název měření: OVĚŘOVÁNÍ ČINNOSTI GENERÁTORU FUNKCÍ Číslo měření: 6. Třída: E4B Skupina: 2

Laplaceova transformace

XI-1 Nestacionární elektromagnetické pole...2 XI-1 Rovinná harmonická elektromagnetická vlna...3 XI-2 Vlastnosti rovinné elektromagnetické vlny...

10. ANALOGOVĚ ČÍSLICOVÉ PŘEVODNÍKY

Komplexní analýza. Laplaceova transformace. Martin Bohata. Katedra matematiky FEL ČVUT v Praze

Měřicí a řídicí technika magisterské studium FTOP - přednášky ZS 2009/10. měřicí člen. porovnávací. člen. REGULÁTOR ruční řízení

Frekvenční charakteristiky

X31EO2 - Elektrické obvody 2. Kmitočtové charakteristiky

FINANČNÍ MATEMATIKA- ÚVĚRY

Úvod. Integrování je inverzní proces k derivování Máme zderivovanou funkci a integrací získáme původní funkci kterou jsme derivovali

Teorie měření a regulace

Úvod do zpracování signálů

NUMP403 (Pravděpodobnost a Matematická statistika II) 1. Na autě jsou prováděny dvě nezávislé opravy a obě opravy budou hotovy do jedné hodiny.

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Kapitola 7: Integrál. 1/17

teorie elektronických obvodů Jiří Petržela obvodové funkce

LS Příklad 1.1 (Vrh tělesem svisle dolů). Těleso o hmotnosti m vrhneme svisle

UNIVERZITA PARDUBICE Fakulta elektrotechniky a informatiky STAVOVÁ REGULACE SOUSTAVY MOTOR GENERÁTOR. Bc. David Mucha

Modely veličin spojitých v čase funkce spojité v čase

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Spektrum 1. Spektrum 2. Výsledné Spektrum. Jan Malinský

Kapitola 7: Integrál.

Tlumené kmity. Obr

T t. S t krátkodobé náhodná složka. sezónní. Trend + periodická složka = deterministická složka

1 Modelování systémů 2. řádu

listopadu 2016., t < 0., t 0, 1 2 ), t 1 2,1) 1, 1 t. Pro X, U a V najděte kvantilové funkce, střední hodnoty a rozptyly.

I> / t AT31 DX. = 50 Hz READY L1 L2 L3 K K K 0,05 0,05 0,05 0,1 0,1 0,1 0,2 0,2 0,2 0,4 0,4 0,4 0,8 0,8 0,8 1,6 1,6 1,6 3,2 3,2 3,2 6,4 6,4 6,4

Fyzikální praktikum II - úloha č. 4

Hlavní body. Úvod do nauky o kmitech Harmonické kmity

Interpolace, ortogonální polynomy, Gaussova kvadratura

Přechodné děje 2. řádu v časové oblasti

Vybrané metody statistické regulace procesu pro autokorelovaná data

ZÁKLADY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ

Automatizace je proces při němž je řídicí funkce člověka nahrazována činností

Radek Hendrych. Stochastické modelování v ekonomii a financích. 18. října 2010

Práce a výkon při rekuperaci

NA POMOC FO. Pád vodivého rámečku v magnetickém poli

Reologické modely měkkých tkání

SLOVNÍ ÚLOHY VEDOUCÍ K ŘEŠENÍ KVADRATICKÝCH ROVNIC

1 Polynomiální interpolace

ZPŮSOBY MODELOVÁNÍ ELASTOMEROVÝCH LOŽISEK

V EKONOMETRICKÉM MODELU

OBJÍMKA VÁZANÁ PRUŽINOU NA NEHLADKÉM OTOČNÉM RAMENI

Využijeme znalostí z předchozích kapitol, především z 9. kapitoly, která pojednávala o regresní analýze, a rozšíříme je.

CW01 - Teorie měření a regulace

10a. Měření rozptylového magnetického pole transformátoru s toroidním jádrem a jádrem EI

Elektromagnetické stínění. Jiří Dřínovský UREL, FEKT, VUT v Brně

HODNOCENÍ EXPOZICE V OKOLÍ PŘÍSTROJŮ IPL. Pavel Buchar

Fyzikální korespondenční seminář MFF UK

Lineární a adaptivní zpracování dat. 3. SYSTÉMY a jejich popis ve frekvenční oblasti

ČESKÁ ZEMĚDĚLSKÁ UNIVERZITA V PRAZE PROVOZNĚ EKONOMICKÁ FAKULTA DOKTORSKÁ DISERTAČNÍ PRÁCE

Fourierova transformace

FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ. Signály a soustavy

1. Vzorkování, A/D převodníky, číslicový osciloskop.

4. MĚŘENÍ PROUDU, MĚŘENÍ KMITOČTU A FÁZE

Dynamické systémy. y(t) = g( x(t), t ) kde : g(t) je výstupní fce. x(t) je hodnota vnitřních stavů

Statika 1. Miroslav Vokáč ČVUT v Praze, Fakulta architektury. Statika 1. M. Vokáč. Plocha.

LABORATORNÍ CVIENÍ Stední prmyslová škola elektrotechnická

x udává hodnotu směrnice tečny grafu

( ) Základní transformace časových řad. C t. C t t = Μ. Makroekonomická analýza Popisná analýza ekonomických časových řad (ii) 1

POPIS OBVODŮ U2402B, U2405B

ÚVOD DO DYNAMIKY HMOTNÉHO BODU

Matematické modely v ekologii a na co jsou dobré

22 Základní vlastnosti distribucí

Transkript:

IMPULSNÍ A PŘECHODOVÁ CHARAKTERISTIKA, STABILITA. Jednokový impuls (Diracův impuls, Diracova funkce, funkce dela) někdy éž disribuce dela z maemaického hlediska nejde o pravou funkci (přesný popis eorie disribucí) δ pro pro Jednokový impuls musí splňova inegrál δ d Mohunos jednokového impulsu je edy rovna. Maemaická definice jednokového impulsu (spojié funkce) () δ ( ) f d f Pro účely analýzy elekrických obvodů (v maemaice exisují další definice) bude jednokový impuls definován: V praxi nelze samozřejmě akový impuls vyvoři, pro konkréní obvod ale sačí, pokud τ (nejkraší časová konsana obvodu) Velký význam má u diskréních obvodů, kde přechází na prosé číslo (a např. u obvodů ypu FIR je impulsová odezva rovna přímo koeficienům filru). S Grafické znázornění: Laplaceův obraz: L { w ()} Pavel Máša, X3EO, přednáška č. 9 srana

Jednokový skok, < (), > Časé je značení u( ), v elekrických obvodech by se ale plelo s napěím. Velikos skoku v bodě budeme v elekrických obvodech předpokláda ( ), ( ), maemaicky se jednokový skok časo zobecňuje, < ().5, > Graficky jednokový skok znázorníme:.5 Mezi jednokovým impulsem a jednokovým skokem se někdy uvádí vzah d δ (), () δ ( τ) d Ačkoli rigorózní maemaika by mohla mí k uvedeným rovnicím oprávněné výhrady (eorie disribucí), rovnice poskyují dobrou předsavu o relaci mezi ěmio funkcemi viz minulý semesr, měření napěí a proudu na L, C; pokud yo prvky jednu obvodovou veličinu derivovaly, a ao obvodová veličina měla obdélníkový průběh, objevil se jako druhá veličina (přibližně) diracův impuls. Prakická realizace připojení zdroje napěí o velikosi V. { } Laplaceův obraz: L () p dτ Pavel Máša, X3EO, přednáška č. 9 srana

Impulsní a přechodová charakerisika Uvažujme lineární obvod, kerý byl v čase bez energie. u () LO u () Vzah mezi vsupním a výsupním napěím můžeme popsa v oboru (Laplaceových) obrazů přenosem U ( p) P( p) U p. Obdobně bychom mohli přenos vyjádři pro fázory (HUS), nebo jω (Fourierova ransformace), ale nikdy ne v časové oblasi. Např. u ( ) je sejnosměrné napěí, na výsupu se může objevi kupř. exponencielní impuls podíl funkcí bude obecně v každém časovém okamžiku různý, zaímco přenos je sále sejná racionálně lomená funkce. V HUS vede přenos na komplexní číslo, keré se mění s frekvencí (ampliuda a fáze, v časové oblasi ampliuda a časové zpoždění). Impulsní charakerisika u δ, w u Přechodová charakerisika u, a u V případě obrazů je přímo daný vzah mezi přenosem obvodu a obrazem impulsní / přechodové charakerisiky: U p W p P p P p W( p) P( p) P p U ( p) A( p) P( p) p p P p A( p) P p pa p p Pavel Máša, X3EO, přednáška č. 9 srana 3

Změřením časového průběho výsupního napěí u a jeho ransformací ak nalezneme přenos neznámého obvodu. Odud můžeme naléz m.j. kmiočovou charakerisiku obvodu. Pro impulsní charakerisiku plaí obdobně pro Fourierův obraz () P( jω ) w F, { } ale ekvivalenní vzah neexisuje pro přechodovou charakerisiku (neexisuje Fourierův obraz jednokového skoku). Vzah mezi impulsní a přechodovou charakerisikou v časové oblasi můžeme naléz z vlasnosí obrazů derivace a inegrálu: d u pu p u d L () ( ), u( ) limu da P( p) W( p) p A( p) L a d () da w () a d ( ) δ ( ) () ( ) a wτ dτ a Pavel Máša, X3EO, přednáška č. 9 srana 4

Konvoluce Jak vyjádři vzah mezi vsupním napěím u ( ) a u () v časové oblasi? přímo Takový vzah již vyjádři umíme bohužel pouze pro dva signály jednokový impuls δ () a jednokový skok ( ). Výsupním napěím je impulsní, resp. přechodová charakerisika. Různé časové průběhy je možné aproximova (nekonečně mnoha) jednokovými impulsy, resp. jednokovými skoky, násobené funkční hodnoou pro daný časový okamžik. souče impulsních (přechodových) charakerisik. Vzdálenos mezi impulsy x Mohunos impulsu ( k ) Odpovídající výsupní napěí x ( ) w( ) k k Celkové výsupní napěí bude součem reakcí na jednolivé impulsy (impulsních charakerisik), n () ( ) x x w k k keré pro přejde v inegraci konvoluorní inegrál k () ( ) x x τ w τ dτ Pavel Máša, X3EO, přednáška č. 9 srana 5

Symbolem konvoluce je hvězdička (*) a plaí: () ()* () () ( ) ( ) () x x w x w τ dτ x τ w dτ Geomerický význam:.5.5.5.5.5 u( τ ) u ( τ ) w(.75 τ ), S u (.75 ).5.5.5.5 w( τ ) u ( τ ) w( τ ), S u ( ).5.5 w ( τ ) u ( τ ) w( τ ), S u (.5 ).5 ( τ ) w( τ ), S u (.5 ) u ( τ ) w( τ ), S u (.5 ) u.5.5 ( τ ) w( τ ), S u (.5 ) u ( τ ) w( τ ), S u (.75 ) u.5.75 Pavel Máša, X3EO, přednáška č. 9 srana 6

Příklad: Mějme inegrační článek, buzený ze zdroje u U e a e a Úkol: nají časový průběh výsupního napěí u ( ). a) Laplaceova ransformace přenos P( p) p p, U p U p a U U U ( p) p a p a p a p U a u () e e a b) Impulsní charakerisika konvoluce () e, w u Ue a ( τ aτ ) u () u () * w() U e e dτ U e d e e τ a a τ U a c) Přechodová charakerisika Duhamelův vzorec, viz dále Pavel Máša, X3EO, přednáška č. 9 srana 7

Duhamelův vzorec Namíso obdélníkových impulsů jako v případě konvoluce je možné vsupní veličinu aproximova pomocí skokových funkcí: Vzdálenos mezi skoky Výška skoku x k x ( k) Odpovídající výsupní napěí xk( k) a( k) Časový průběh výsupního napěí u na jednolivé skoky () ( ) () x x a x a k n k bude součem všech odezev obvodu Pokud, pak souče přechází v inegraci a dosaneme Duhamelův vzorec k () ( ) () ( ) x x a x τ a τ dτ Z operáorového poču: X p X p P p X p p A p dx () L, pa( p) px p x d () da L a d ( ) Pavel Máša, X3EO, přednáška č. 9 srana 8

() dx X( p) L x( ) A( p) d da() L a( ) X ( p) d Zpěnou ransformací další vary Duhamelova vzorce: Nebo () ( ) () ()* () ( ) () ( ) u x a x a x a x τ a τ dτ () ( ) () ()* () ( ) () u a x x a a x x τ a τ dτ Sabilia ( ) a x x τ a τ dτ Obvod nazveme sabilním, pokud se po odeznění budících veličin posupně navráí do sabilního savu, edy lim u u lim w u () () p jinými slovy, odezní přechodná složka Takový obvod je sabilní. Obvody rozdělujeme na sabilní na mezi sabiliy nesabilní p Pavel Máša, X3EO, přednáška č. 9 srana 9

u [V].8.6.4. Sabilní obvody.5.5.5 [s].5 u [V].5 3 4 [s].5 Obvod na mezi sabiliy u [V] u [V].5 3 4 [s] 6 4 4 Nesabilní obvod 6 3 4 [s] Pavel Máša, X3EO, přednáška č. 9 srana

Při sudiu přechodných dějů jsme poznali, že obecné řešení, keré popisuje vlasní přechodnou složku nezávisí na charakeru buzení impulsní charakerisika je obecným řešením přechodného děje Polynom v čiaeli přenosu musí bý nižšího supně, nežli supeň polynomu ve jmenovaeli: M ( p) Q( p) W( p) P( p) D N p N p Pak - Q p w () Dδ () L N p Zpěná ransformace rozklad na parciální zlomky, je určena polynomem N( p ); kořeny póly mohou bý p n reálné w Ke n vícenásobné ( n n ) komplexně sdružené sin( ω ψ ) p n w K K e n w K e α n n n Ve všech případech obsahuje řešení exponenciální funkci, akže pokud je pól (jeho reálná čás) záporný, je obvod sabilní, pro kladný pól nesabilní p - rovina Sabilní oblas Im Nesabilní oblas Mez sabiliy Re Pavel Máša, X3EO, přednáška č. 9 srana