Sisteme automate cu eșantionare

Curs
7.8/10 (5 voturi)
Domeniu: Automatică
Conține 7 fișiere: pdf
Pagini : 199 în total
Cuvinte : 40192
Mărime: 2.11MB (arhivat)
Cost: Gratis

Cuprins

I. Introducere.5

1.1. Tipuri de semnale.7

1.2. Teoria sistemelor discrete.9

1.3. Sisteme esenţial discrete.11

II. Discretizarea şi reconstituirea semnalelor continue.13

2.1. Cuantificarea semnalelor.13

2.2. Eşantionarea semnalelor.15

2.3. Conversia A/N.17

2.4. Conversia N-A.19

2.5. Extrapolatorul de ordin 0.20

2.6. Extrapolatorul de ordin 1.21

2.7. Extrapolatorul de ordin fracţionar.23

2.8. Extrapolatorul exponenţial.24

2.9 Convertoare N-A.24

III. Semnale şi sisteme discrete. Analiza în frecvenţă continue.26

3.1. Definiţii şi proprietăţi.26

3.2. Reprezentarea semnalelor şi sistemelor în timp discret.29

3.3. Reprezentarea prin ecuaţii cu diferenţe.30

3.4. Analiza în frecvenţă a sistemelor liniare invariante în timp.31

3.5. Transformata Hilbert pentru semnale discrete.40

3.6. Algoritmi pentru calculul transformatei Fourier discrete.44

IV. Transformata Z.51

4.1. Proprietăţile transformatei z.53

4.2 Spectrul de frecvenţă al semnalului eşantionat Teorema lui Shannon.57

4.3. Transformata inversă z.60

4.4 Limitările transformatei z.62

4.5 Răspunsul sistemelor discrete între momentele de eşantionare.64

V. Funcţii de transfer în z.69

5.1. Suma de convoluţie.69

5.2 Răspunsul la impuls şi funcţia de transfer în z.70

5.3. Proprietăţi ale funcţiilor de transfer în z şi ale ecuaţiilor cu diferenţe.74

VI. Stabilitate. Polii şi zerourile funcţiei de transfer discrete.79

6.1. Amplasarea polilor în planul z.80

6.2. Poli complex-conjugaţi în planul z.81

6.3 Corespondenţa dintre planul s şi planul z.82

6.4. Condiţia de stabilitate asimptotică.84

6.5. Analiza stabilităţii prin transformare biliniară.84

6.6. Criteriul Shur-Cohn-Jury.86

6.7. Plasarea zerourilor în planul z.88

VII. Sinteza sistemelor automate discrete.89

7.1. Date initiale şi obiective în proiectarea sistemelor discrete.89

7.2. Modele matematice ale proceselor discrete.90

7.3. Metode de proiectare a sistemelor automate discrete.94

VIII. Proiectarea sistemelor automate discrete prin metode de alocare a polilor.96

8.1. Cazul general.96

8.2 Sinteza sistemelor discrete prin alocare poli-zerouri.101

IX. Proiectarea directa în domeniul timp a sistemelor discrete.110

9.1. Metoda timpului finit.110

9.2. Metoda timpului minim.114

X. Proiectarea sistemelor automate discrete pe modele intrare-stare-ieşire.117

10.1. Ecuaţia vectorială cu diferenţe obţinută pe baza ecuatiei diferenţiale vectoriale.117

10.2. Ecuaţia vectorială cu diferenţe obţinută pe baza ecuaţiei cu diferente a sistemului.120

10.3. Soluţia ecuaţiei vectoriale cu diferenţe.123

10.4. Determinarea funcţiei de transfer în z.124

10.5 Controlabilitatea şi observabilitatea.124

10.6 Controlul după stare cu o ecuaţie caracteristică dată.128

10.7 Controlul după stare prin metoda timpului finit (deadbeat).129

10.8 Estimator de stare.131

XI. Filtre adaptive.133

11.1 Filtrul Wiener.133

11.1.1. Introducere.133

11.1.2. Concepte de bază ale proceselor aleatoare.134

11.1.3. Proprietăţile statistice ale semnalelor discrete aleatoare.139

11.1.4. Semnale aleatoare în sistemele discrete.143

11.1.5. Eroarea pătratică medie.145

11.1.6. Proiectarea optimală cu ajutorul criteriului erorii pătratice medii.147

11.2. Filtrul Kalman.154

11.2.1. Introducere.154

11.2.2. Formularea problemei.155

11.2.3. Estimarea optimală şi speranţa condiţionată.156

11.2.4. Estimarea optimală şi proiecţia ortogonală.159

11.2.5. Filtrul Kalman discret.160

11.2.6. Ecuaţiile filtrului Kalman pentru reacţia după stare optimală.172

XII. Implementarea sistemelor cu informaţii discrete.174

12.1 Prefiltrarea şi întârzierea computaţională.177

12.2. Alegerea perioadei de eşantionare.182

12.3. Elementele de execuţie neliniare.184

12.4. Aspecte operaţionale.186

12.5. Aspecte numerice.189

Anexa 1. Tabelele transformatelor Laplace şi z.192

Anexa 2 Tabela transformatelor Laplace şi z modificate.195

Anexa 3 Tabela transformatelor Laplace şi w.197

Bibliografie.199

Extras din document

Sistemele cu informaţii discrete includ în componenţa lor subansambluri de prelucrare numerică a datelor, respectiv calculatoare numerice (CN).

Până în anii '60-‘70 erau utilizate calculatoarele analogice pentru simularea sistemelor de control automat. Tehnologia analogică utilizată în mecanică, pneumatică şi electronică a fost utilizată şi în controlul automat. Dezvoltarea rapidă a microelectronicii şi calculatoarelor a condus la dezvoltarea actuală a automaticii. Iniţial. calculatoarele au fost utilizate ca subansambluri în sisteme de control complicate. În prezent, datorită costului scăzut al microprocesoarelor, calculatoarele numerice sunt utilizate în regulatoare pentru bucle individuale de reglare. În numeroase domenii, calculatoarele asigură performanţe superioare faţă de regulatoarele analogice şi sunt mai ieftine. Calculatoarele numerice se află încă într-o fază de dezvoltare rapidă datorită progresului circuitelor VSLI (Very Large Scale Integration).

Din cauza acestor mutaţii, analiza, proiectarea şi implementarea sistemelor de control automat s-a modificat drastic. La început, a fost numai problema de a transla metodele de proiectare din continuu pentru sistemele discrete. În curând s-a observat că se obţine un câştig mult mai mare exploatând întregul potenţial al acestor noi metodologii.

În urmă cu 25 de ani era nerealist a se încerca implementarea unui tip de regulator rezultat din această nouă teorie, cu excepţia unor aplicaţii în domeniul aerospaţial sau al sistemelor de control avansate.

În prezent este posibilă analiza şi proiectarea sistemelor discrete la un preţ rezonabil, folosind pachete de programe de proiectare asistate de calculator ce sunt din ce în ce mai răspândite.

Un sistem cu informaţii discrete (sau un sistem discret) poate fi reprezentat schematic ca în figura 1.1. Conducerea proceselor bazată pe algoritmuri de reglare implementate pe echipamente de calcul numerice (calculatoare) este referită curent drept conducere numerică sau reglare numerică. Schema din fig. 1.1. se referă la sistemele monovariabile, cu precizarea semnalelor procesate de fiecare bloc în parte şi a naturii acestor semnale.

Mărimea de ieşire din proces y(t) este semnal continuu. Ieşirea este convertită într-un semnal digital cu ajutorul unui convertor analog-numeric (CAN). Convertorul digital analogic (CNA) este de obicei inclus în calculator. Conversia se face la momentele de eşantionare tk. Computerul interpretează semnalul convertit discret {y(tk)} ca o secvenţă de numere, procesează mărimile măsurate după un algoritm de reglare şi furnizează o nouă secvenţă de numere {u(tk)}. Această secvenţă este convertită în semnal analogic cu ajutorul convertorului numeric analogic.

ceasCANregulatornumericCNAparteafixatãy(tk)u(tk)u(t)y(t)Fig. 1Fig. 1.1.

De remarcat faptul că partea fixată funcţionează în buclă deschisă în intervalul dintre conversia A-N şi conversia N-A. Sincronizarea se realizează cu ajutorul unui ceas de timp real. Astfel de sisteme fac parte din categoria sistemelor aşa numite de timp real.

Calculatorul funcţionează secvenţial în timp şi fiecare operaţie durează un anumit timp. Suma timpilor necesari conversiei A-N, calculelor şi conversiei N-A nu trebuie să depăşească durata perioadei ceasului. Totuşi, convertorul N-A trebuie să producă un semnal continuu u(t). Acesta se obţine de obicei menţinând mărimea de comandă constantă între două conversii succesive. Majoritatea convertoarelor N-A funcţionează astfel.

1.1. Tipuri de semnale

Un semnal continuu în timp, sau, pe scurt, semnal continuu este definit pe un domeniu continuu de timp. Un astfel de semnal poate lua fie valori continue, fie un număr de valori distincte. Un semnal continuu care ia valori continue se numeşte semnal continuu analogic. Un semnal continuu care poate lua numai un număr finit de valori distincte se numeşte semnal continuu cuantificat.

Procedeul prin care dintr-un semnal analogic se obţine un semnal cuantificat se numeşte cuantificare, iar valorile în număr finit, rezultate în urma cuantificării, se numesc valori cuantificate. Figura 1.2 pune în evidenţă diferenţele dintre semnalul analogic continuu (a) şi semnalul analogic cuantificat (b). Uzual, ca limbaj, referirea unui semnal drept semnal continuu, presupune faptul că semnalul respectiv este analogic, prin sintagma "semnal continuu", neînsoţită de nici o altă precizare, înţelegându-se un semnal continuu analogic. Din punct de vedere matematic, semnalele continue (analogice sau cuantificate) sunt funcţii de variabilă reală cu valori fie într-o submulţime din R (semnal analogic), fie într-o mulţime cu număr finit de elemente (semnal cuantificat).

Preview document

Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 1
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 2
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 3
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 4
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 5
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 6
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 7
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 8
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 9
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 10
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 11
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 12
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 13
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 14
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 15
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 16
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 17
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 18
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 19
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 20
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 21
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 22
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 23
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 24
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 25
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 26
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 27
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 28
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 29
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 30
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 31
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 32
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 33
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 34
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 35
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 36
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 37
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 38
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 39
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 40
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 41
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 42
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 43
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 44
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 45
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 46
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 47
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 48
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 49
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 50
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 51
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 52
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 53
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 54
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 55
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 56
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 57
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 58
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 59
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 60
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 61
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 62
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 63
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 64
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 65
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 66
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 67
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 68
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 69
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 70
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 71
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 72
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 73
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 74
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 75
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 76
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 77
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 78
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 79
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 80
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 81
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 82
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 83
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 84
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 85
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 86
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 87
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 88
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 89
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 90
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 91
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 92
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 93
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 94
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 95
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 96
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 97
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 98
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 99
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 100
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 101
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 102
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 103
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 104
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 105
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 106
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 107
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 108
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 109
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 110
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 111
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 112
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 113
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 114
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 115
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 116
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 117
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 118
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 119
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 120
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 121
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 122
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 123
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 124
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 125
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 126
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 127
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 128
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 129
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 130
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 131
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 132
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 133
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 134
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 135
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 136
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 137
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 138
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 139
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 140
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 141
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 142
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 143
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 144
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 145
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 146
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 147
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 148
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 149
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 150
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 151
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 152
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 153
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 154
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 155
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 156
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 157
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 158
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 159
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 160
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 161
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 162
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 163
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 164
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 165
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 166
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 167
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 168
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 169
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 170
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 171
Sisteme automate cu eșantionare - Pagina 172

Conținut arhivă zip

  • Cuprins.pdf
  • sae1.pdf
  • sae2.pdf
  • sae3.pdf
  • sae4.pdf
  • sae5.pdf
  • sae6.pdf

Alții au mai descărcat și

Circuitul de eșantionare memorare

Condiţionarea Semnalelor: Circuitul de Eşantionare şi Memorare 1. Introducere Condiţionarea semnalelor este una dintre cele mai importante...

Fundamentele condiționării semnalelor pentru sistemele de achiziții de date pe bază de calculatoare

Acest referat prezinta fundamentele folosirii hardware-lui de conditionare a semnalului folosit cu sistemele DAQ pe baza de calculatoare. Sunt...

Sisteme automate liniare

În evoluţia sa omenirea a fost preocupată de realizarea unor dispozitive, mijloace tehnice, care să solicite cât mai puţin prezenţa omului pentru o...

Automatizări

1. Introducere Automatica este ansamblul metodelor şi mijloacelor de realizare a unor legături (corelaţii) intre diferite elemente şi instalaţii...

Teoria Sistemelor

Reprezentarea Sistemelor Dinamice Liniare Multivariabile prin Matrice de Transfer 1. Matricea de transfer; legatura cu reprezentarile de tip...

Structuri și algoritmi pentru conducerea automată a proceselor

Partea I-a CONDUCEREA PROCESELOR DUPA MARIMEA DE IESIRE 1. Structuri de baza si metode de proiectare 1.1. Structuri de reglare si metode de...

Teoria Sistemelor Automate

- Un exemplu de sistem îl constituie circuitul electric RLC din figura 1.2. Dacă tensiunea variabilă u1 este generată din exterior (având forma de...

Cursuri Java

Cuvinte importante: - concepte fundamentale ale programarii orientate obiect in Java: incapsulare, mostenire, polimorfism; - crearea claselor de...

Te-ar putea interesa și

Comanda PWM a invertoarelor

Capitolul 1 - Comanda PWM a invertoarelor de tensiune trifazate În acest capitol se prezintă rolul comenzii cu modulaţie a pulsurilor în lăţime...

Proiect Licienta Reglare de nivel pentru un proces cu două rezervoare cuplate în cascadă utilizând sistemul numeric PLC-SLC 5/05

Capitolul 1 1. Introducere • Importanţa teoriei şi tehnicii reglării automate Reglarea automată ocupă un loc important în ansamblul metodelor...

Fiabilitate și diagnoză

Fiabilitatea este un domeniu interdisciplinar care studiaza legile degradarii in timp a elementelor si sistemelor fizice.Desi fenomenele de...

Utilizarea Procesoarelor de Semnal în Conducerea Proceselor în Timp Real

Memoriu justificativ De ce utilizam DSP-ul? Traim intr-o lume condusa de informatii: stiintifice, financiare, medicale, sportive si de...

Proiectarea unui dispozitiv de acționare a prelatelor pentru piscine

Activitatea de proiectare în constructia de masini are ca scop fie finalizarea unui produs nou, fie perfectionarea unui produs existent. Pentru a...

Sisteme automate cu eșantionare - reglarea temperaturii

Sa se proiecteze un regulator numeric astfel incat sistemul in bucla inchisa sa satisfaca urmatoarele performante: -eroare stationara nula;...

Sisteme automate liniare

În evoluţia sa omenirea a fost preocupată de realizarea unor dispozitive, mijloace tehnice, care să solicite cât mai puţin prezenţa omului pentru o...

Structuri și algoritmi pentru conducerea automată a proceselor

Partea I-a CONDUCEREA PROCESELOR DUPA MARIMEA DE IESIRE 1. Structuri de baza si metode de proiectare 1.1. Structuri de reglare si metode de...

Ai nevoie de altceva?