Teoretická elektrotechnika - vybrané statě

Podobné dokumenty
Flexibilita jednoduché naprogramování a přeprogramování řídícího systému

Modelování a simulace

SIGNÁLY A SOUSTAVY, SIGNÁLY A SYSTÉMY

Úvod do zpracování signálů

Lineární a adaptivní zpracování dat. 1. ÚVOD: SIGNÁLY a SYSTÉMY

Modelování a simulace Lukáš Otte

ZÁKLADY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ

25.z-6.tr ZS 2015/2016

1 Modelování systémů 2. řádu

CW01 - Teorie měření a regulace

31SCS Speciální číslicové systémy Antialiasing

Elektronické obvody analýza a simulace

Lineární a adaptivní zpracování dat. 1. ÚVOD: SIGNÁLY, ČASOVÉ ŘADY a SYSTÉMY

Analýza a zpracování signálů

elektrické filtry Jiří Petržela úvod, organizace výuky

Lineární a adaptivní zpracování dat. 1. ÚVOD: SIGNÁLY, ČASOVÉ ŘADY a SYSTÉMY

Laplaceova transformace

ELT1 - Přednáška č. 6

Publikace prezentuje nìkteré poznatky z obsáhlé oblasti analogových soustav, které v poslední dobì prodìlávají rozvoj. Z toho dùvodu ani nemùže podat

Automatizace je proces při němž je řídicí funkce člověka nahrazována činností

elektrické filtry Jiří Petržela filtry založené na jiných fyzikálních principech

Teorie měření a regulace

Analýza lineárních regulačních systémů v časové doméně. V Modelice (ale i v Simulinku) máme blok TransfeFunction

Základy elektrotechniky 2 (21ZEL2) Přednáška 1

4 DIELEKTRICKÉ OBVODY ZÁKLADNÍ POJMY DIELEKTRICKÝCH OBVODŮ Základní veličiny a zákony Sériový a paralelní

teorie elektronických obvodů Jiří Petržela obvodové funkce

KTE/TEVS - Rychlá Fourierova transformace. Pavel Karban. Katedra teoretické elektrotechniky Fakulta elektrotechnická Západočeská univerzita v Plzni

Biofyzikální ústav LF MU Brno. jarní semestr 2011

Témata profilové maturitní zkoušky z předmětu Souborná zkouška z odborných elektrotechnických předmětů (elektronická zařízení, elektronika)

základní vlastnosti, používané struktury návrhové prostředky MATLAB problém kvantování koeficientů

Vlastnosti členů regulačních obvodů Osnova kurzu

Elektromechanický oscilátor

Ing. Petr BLAHA, PhD. Prof. Ing. Petr VAVŘÍN, DrSc.

Číslicové zpracování signálů a Fourierova analýza.

Metoda konečných prvků Charakteristika metody (výuková prezentace pro 1. ročník navazujícího studijního oboru Geotechnika)

Modelov an ı syst em u a proces

Pozorovatel, Stavová zpětná vazba

IV120 Spojité a hybridní systémy. Jana Fabriková

Regulační obvod s měřením akční veličiny

CITLIVOSTNÍ ANALÝZA DYNAMICKÝCH SYSTÉMŮ I

Číslicová filtrace. FIR filtry IIR filtry. ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta elektrotechnická

Regulační obvod s měřením regulováné veličiny

Modelování systémů a procesů (11MSP) Bohumil Kovář, Jan Přikryl, Miroslav Vlček. 8. přednáška 11MSP pondělí 20. dubna 2015

Matematika 5 FSV UK, ZS Miroslav Zelený

Základní elektronické obvody

ZÁKLADY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ

Měřicí a řídicí technika Bakalářské studium 2007/2008. odezva. odhad chování procesu. formální matematický vztah s neznámými parametry

Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb. CW01 - Teorie měření a regulace 10.2 ZS 2010/2011. reg Ing. Václav Rada, CSc.

Praha technic/(4 -+ (/T'ERATU"'P. ))I~~

X31EO2 - Elektrické obvody 2. Kmitočtové charakteristiky

Zpětná vazba, změna vlastností systému. Petr Hušek

11. přednáška 10. prosince Kapitola 3. Úvod do teorie diferenciálních rovnic. Obyčejná diferenciální rovnice řádu n (ODR řádu n) je vztah

U Úvod do modelování a simulace systémů

Kapitola 12: Soustavy diferenciálních rovnic 1. řádu

Učební osnova předmětu ELEKTRICKÁ MĚŘENÍ

MĚŘENÍ A ANALÝZA ELEKTROAKUSTICKÝCH SOUSTAV NA MODELECH. Petr Kopecký ČVUT, Fakulta elektrotechnická, Katedra Radioelektroniky

Studium tranzistorového zesilovače

7.1. Číslicové filtry IIR

Středoškolská technika SCI-Lab

Diskretizace. 29. dubna 2015

Základní otázky pro teoretickou část zkoušky.

do magisterské etapy programu ELEKTRONIKA A KOMUNIKACE

PŘÍKLAD PŘECHODNÝ DĚJ DRUHÉHO ŘÁDU ŘEŠENÍ V ČASOVÉ OBLASTI A S VYUŽITÍM OPERÁTOROVÉ ANALÝZY

Soustavy se spínanými kapacitory - SC. 1. Základní princip:

Měření neelektrických veličin. Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování

Učební osnova předmětu ELEKTRONICKÁ ZAŘÍZENÍ

MODELOVÁNÍ. Základní pojmy. Obecný postup vytváření induktivních modelů. Měřicí a řídicí technika magisterské studium FTOP - přednášky ZS 2009/10

elektrické filtry Jiří Petržela všepropustné fázovací články, kmitočtové korektory

ALGEBRA. Téma 5: Vektorové prostory

teorie elektronických obvodů Jiří Petržela úvod, organizace výuky

Teoretická elektrotechnika - vybrané statě

Rovnice matematické fyziky cvičení pro akademický školní rok

9. Úvod do teorie PDR

1. Vlastnosti diskretních a číslicových metod zpracování signálů... 15

SOUČÁSTKY ELEKTRONIKY

Předmět A3B31TES/Př. 13

13. Kvadratické rovnice 2 body

Předmluva 9 Obsah knihy 9 Typografické konvence 10 Informace o autorovi 10 Poděkování 10

ZS: 2018/2019 NMAF063 F/3 Josef MÁLEK. Matematika pro fyziky III

KMS cvičení 6. Ondřej Marek

rovnic), Definice y + p(x)y = q(x), Je-li q(x) = 0 na M, nazývá se y + p(x)y =

OCHRANA VOJENSKÝCH OBJEKTŮ PROTI ÚČINKŮM VÝKONOVÝCH ELEKTROMAGNETICKÝCH POLÍ, SIMULACE EMC FILTRŮ

teorie elektronických obvodů Jiří Petržela řešení nelineárních obvodů

Inverzní Laplaceova transformace

KMITÁNÍ PRUŽINY. Pomůcky: Postup: Jaroslav Reichl, LabQuest, sonda siloměr, těleso kmitající na pružině

Signál v čase a jeho spektrum

Učební osnova předmětu ELEKTRONIKA

Pružnost a plasticita II CD03

Vektorové obvodové analyzátory

U01 = 30 V, U 02 = 15 V R 1 = R 4 = 5 Ω, R 2 = R 3 = 10 Ω

Autor by chtìl podìkovat všem svým spolupracovníkùm a kolegùm, kteøí mu pomohli s pøípravou textu. K vydání knihy pøispìla firma Newport Electronics s

ZPĚTNOVAZEBNÍ ŘÍZENÍ, POŽADAVKY NA REGULACI

Přednáška v rámci PhD. Studia

ZÁKLADY ŘÍZENÍ ENERGETICKÝCH STROJŮ

Reference 10. Předpokládejme stavový popis spojitého, respektive diskrétního systému

Profilová část maturitní zkoušky 2015/2016

Nelineární obvody. V nelineárních obvodech však platí Kirchhoffovy zákony.

ELEKTROTECHNIKA 2 TEMATICKÉ OKRUHY

Profilová část maturitní zkoušky 2016/2017

TEMATICKÝ PLÁN PŘEDMĚTU

Transkript:

Teoretická elektrotechnika - vybrané statě David Pánek EK 63 panek50@kte.zcu.cz Fakulta elektrotechnická Západočeská univerzita v Plzni September 26, 202 David Pánek EK 63 panek50@kte.zcu.cz Teoretická elektrotechnika - vybrané statě /5

Filtry 0 0 0 0 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 0 RC RC mikrovlnné ARC ASC piezokeramické krystalové PAV číslicové David Pánek EK 63 panek50@kte.zcu.cz Teoretická elektrotechnika - vybrané statě 2/5

Harmonogram. Úvod do předmětu. Opakování. Přenosové vlastnosti dvojbranů. Analýza jednoduchých R, RC a RC filtrů. 2. Analýza složitějších R, RC a RC filtrů. Metoda uzlových napětí. Modifikovaná metoda uzlových napětí. 3. Modifikovaná medota uzlových napětí. Analýza ARC filtrů. 4. Syntéza elektrických filtrů. Specifikace požadavků na filtr. Normování. Aproximace. Odnormování. 5. Syntéza aktivních filtrů. Filtry Sallen-Key. Univerzální bikvad. Kmitočtové transformace. Syntetické součástky. 6. ASC filtry. Kmitočtové výhybky, kmitočtové korektory, RC a ARC oscilátory, fázovací články. 7. Elektromechanické filtry, krystalové filtry, filtry PAV (filtry s povrchovou akustickou vlnou), mikrovlnné filtry. David Pánek EK 63 panek50@kte.zcu.cz Teoretická elektrotechnika - vybrané statě 3/5

8. Filtry založené na stavovém popisu. Matematický aparát. Fourierova transformace, aplaceova transformace, Z-transformace. 9. Vzorkování analogového signálu, antialiasing filtry, AD a DA převodníky. 0. Úvod do číslicových filtrů. Základní pojmy. Popis v časové a frekvenční oblasti.. Filtry s konečnou impulsní odezvou. 2. Filtry s nekonečnou impulsní odezvou. 3. Časově frekvenční analýza signálu, krátkodobá Fourierova transformace, Wavelet transformace, banky filtrů. David Pánek EK 63 panek50@kte.zcu.cz Teoretická elektrotechnika - vybrané statě 4/5

Požadavky k zápočtu: Vypracování a obhájení semestrální práce. Zadání budou zveřejněna ve druhém výukovém týdnu. Studenti si musí zvolit téma práce do konce čtvrtého výukového týdne. Je možné pracovat ve dvojicích. Semestrální práce bude zahrnovat návrh a realizaci hardware + technickou zprávu (schémata, DPS, oživení, zhodnocení shody či neshody s teoretickými předpoklady). Zkouška: Kombinovaná - test ze základních znalostí + ústní zkouška iteratura: Dostál, T.: Elektrické filtry, VUT FEI, Brno, 200 Davídek, V., aipert, M., Vlček, M.,: Analogové a číslicové filtry, ČVUT 2006 Hájek, K., Sedláček J.: Kmitočtové filtry, BEN, Praha, 2002 Sovka, P., Pollák, P.: Vybrané metody číslicového zpracování signálu Tůma, F.: Automatické řízení, Nakladatelství ZČU, 999 Havlena, V., Štecha, J.: Moderní teorie řízení, ČVUT 2000 David Pánek EK 63 panek50@kte.zcu.cz Teoretická elektrotechnika - vybrané statě 5/5

Dynamický systém - způsob popisu reálných dějů, specifický druh matematického modelu. Existují dva způsoby modelování jevů: analytický - vytvořený na základě známých fyzikálních zákonů, variačních principů atd, empirický - tvorba modelu je založena na měřených datech. u S x y David Pánek EK 63 panek50@kte.zcu.cz Teoretická elektrotechnika - vybrané statě 6/5

Matematický popis dynamického systému vnější popis systému - vztah mezi vstupem a výstupem diferenciální rovnice obrazový přenos frekvenční přenos impulsní funkce přechodová funkce, přechodová charakteristika rozložené pólů a nul přenosu vnitřní popis systému - zavádí se stav systému (vnitřní paměť systému) ẋ = f (x(t), u(t), t) y = h(x(t), u(t), t) () ineární časově invariantní (TI) systém ẋ = Ax + Bu y = Cx + Du (2) Autonomní systém - systém bez vstupu ani stav systému ani výstup nezávisí explicitně na stavu. ẋ = Ax y = Cx (3) David Pánek EK 63 panek50@kte.zcu.cz Teoretická elektrotechnika - vybrané statě 7/5

Příklad systému Obvod na obrázku lze popsat soustavou diferenciálních rovnic di(t) dt du c(t) dt = R i(t) uc(t) + u(t) (4) = C i(t) (5) R G u(t) C V Vstup: napětí zdroje, výstup: napětí na kapacitoru, stav: proud cívkou, napětí na kapacitoru. David Pánek EK 63 panek50@kte.zcu.cz Teoretická elektrotechnika - vybrané statě 8/5

Potom je možné psát kde ẋ = Ax(t) + Bu(t), y = Cx + Du(t), A = x(t) = [ R 0 C [ i(t) u c(t), B = [ 0, u = u(t), y(t) = u c(t) (6), C = [0,, D = [0. (7) David Pánek EK 63 panek50@kte.zcu.cz Teoretická elektrotechnika - vybrané statě 9/5

Příklad - tlumič x(t) K F (t) m Tlumič na obrázku je mechanický systém, který lze popsat diferenciální rovnicí druhého řádu mẍ + Bẋ + Kx = F(t), (8) kde x je poloha, m hmotnost, B koeficient tření, K tuhost pružiny a F(t) vnější síla působící na tlumič. David Pánek EK 63 panek50@kte.zcu.cz Teoretická elektrotechnika - vybrané statě 0/5

aplaceova transformace (f (t)) = Inverzní aplaceova transformace 0 {F(p)} = 2πj Věta o obrazu derivace f (t)e pt dt (9) c+j c j F(p)e pt dt (0) {f (t)} = pf(p) f (0+) () David Pánek EK 63 panek50@kte.zcu.cz Teoretická elektrotechnika - vybrané statě /5

Přenos systému ze stavového popisu Definice přenosu Přenos systému je definován jako poměr aplaceových obrazů vstupu a výstupu systému při nulových počátečních podmínkách: F(p) = Y (p) (2) U (p) n.p.p Odvození přenosu Na rovnice popisující systém aplikujeme aplaceovu transformaci: ẋ = Ax + Bu y = Cx + Du px(p) x(0) = AX(p) + BU (p) Y (p) = CX(p) + DU (p) (3) David Pánek EK 63 panek50@kte.zcu.cz Teoretická elektrotechnika - vybrané statě 2/5

po úpravě (pi A)X(p) = BU (p), Y (p) = CX(p) + DU (p), X(p) = (pi A) BU (p), Y (p) = CX(p) + DU (p), (4) odtud obraz výstupu: Y (p) = (C(pI A) B + D)U (p) (5) a přenos F(p) = Y (p) U (p) n.p.p = C(pI A) B + D, (6) Poznámka (I p A) = adj(i p A) det(i p A) (7) David Pánek EK 63 panek50@kte.zcu.cz Teoretická elektrotechnika - vybrané statě 3/5

Přenos systému - příklad A = [ R 0 C I p A = [ p + R C p (8) det(i p A) = p 2 + R p + C adj(i p A) = (I p A) = [ p p + R C p 2 + R p + C [ p + R C p David Pánek EK 63 panek50@kte.zcu.cz Teoretická elektrotechnika - vybrané statě 4/5

F(p) = Y (p) U (p) (I p A) = n.p.p = C(pI A) B + D p 2 + R p + C [ p + R C p = C p 2 + R p + C David Pánek EK 63 panek50@kte.zcu.cz Teoretická elektrotechnika - vybrané statě 5/5