ТИПОВІ ВХІДНІ СИГНАЛИ
Для теоретичного й експериментального дослідження автоматичних систем використовуються типові вхідні сигнали. До таких сигналів відносяться:
1. Східчаста вхідна дія
Типовий вхідний сигнал східчастої вхідної дії рис.1
Рисунок 1 – Східчаста вхідна дія
Інакше її ще називають одиничним сигналом і описується так: g(t) = l(t) = 0 при t <0 і= 1 приt >0 . Зображення по Лапласу має вигляд
,
тобто .
2. Імпульсна вхідна дія
Типовий вхідний сигнал імпульсної вхідної дії рис. 2
Рисунок 2 – Імпульсна вхідна дія
Інакше її ще називають дельта-імпульс; d - імпульс: висота нескінченно велика, тривалість нескінченно мала, площа дорівнює 1:
де d – імпульс (рис. 2, а) є похідна від одиничного стрибка (рис. 2, б)
Зображення по Лапласу .
3. Синусоїдальна вхідна дія
.
Зображення по Лапласу при
.
4. Лінійно-зростаюча вхідна дія
Рисунок 3 – Лінійно-зростаюча вхідна дія
Зображення по Лапласу
5. Білий шум
На відміну від раніше розглянутих даний вплив є випадковим, а не детермінованим.
Прикладом випадкового процесу може служити флуктуаційна напруга, що спостерігається на екрані осцилографа, підключеного до виходу ненастроєного чутливого радіоприймача.
Перехідна функція h(t) — це реакція лінійного елемента (системи) на одиничний східчастий вплив:
Оскільки , то зображення перехідної функції має вигляд
.
Якщо Q(p) і Р(р) – многочлени, то оригіналом Н(р) буде
,
де рi - корені характеристичного рівняння Р(р) = 0; сr
– коефіцієнти, обумовлені з початкових умов; п— порядок характеристичного многочлена.
Імпульсна перехідна функція W(t) - це реакція лінійного елемента (системи) на імпульсний вхідний вплив :
.
Зображення по Лапласу імпульсної перехідної функції:
(оскільки ).
Отже, зображенням по Лапласу імпульсної перехідної функції W(p) є передатна функція W(p) елемента.
Оскільки , те ,
й отже, , і .
6. Підсилювальна ланка
Прикладом може служити малопотужний електронний підсилювач (рис.4).
Рисунок 4 – Підсилювальна ланка
Залежність вихідної величини от вхідної є такою – ; у символічній формі – ; передатна функція: W(s) = к; амплітудно-частотна характеристика (АЧХ)-W(w)=k; фазо-частотна характеристика (ФЧХ)-j(w)=0; логарифмічна амплітудно-частотна характеристика – L(w)= 20 lg к; комплексний коефіцієнт передачі - W(jw)=к (рис.5).
Рисунок 5 – Характеристика підсилювальної ланки: а) перехідна, б) імпульсна перехідна, в) логарифмічна амплітудно-частотна, г) годограф комплексного коефіцієнта передачі
7. Інерційна ланка
Прикладом може служити інерційне RC - коло, відоме в радіотехніці підназвою "інтегруючий ланцюжок".
Диференціальне рівняння кола –
;
диференціальне рівняння в символічній формі – Tpy(p)+y(p)=kx(p); передатна функція - W(s) — к/(Ts + 1); амплітудно-частотна характеристика
– ;
фазо-частотна характеристика – ; комплексний коефіцієнт передачі –
(рис.6).
Рисунок 6 – Характеристики інерційної ланки: а) перехідна, б) імпульсна перехідна, в) логарифмічна амплітудно-частотна, г) годограф комплексного коефіцієнта передачі
8. Інтегрувальна ланка
Прикладами можуть служити (рис.7) серверний двигун і операційний підсилювач, у вхідне коло якого включений резистор, а в коло зворотного зв'язку – конденсатор.
Диференціальне рівняння ланки – диференціальне рівняння в символічній формі – ; передатна функція – ; комплексний коефіцієнт передачі – амплітудно-частотна характеристика – ; фазо-частотна характеристика логарифмічна амплітудно-частотна характеристика – (рис.7).
Рисунок 7 – Характеристики інтегруючої ланки: а) перехідна, б) імпульсна перехідна, в) логарифмічна амплітудно-частотна, г) годограф комплексного коефіцієнта передачі
9. Ланка, що диференціює
Прикладами можуть служити тахогенератор і операційний підсилювач, у вхідне коло якого включений конденсатор, а в коло зворотного зв'язку – резистор.
Диференціальне рівняння ланки
;
диференціальне рівняння в символічній формі – ; передатна функція – W(p)kp; комплексний коефіцієнт передачі – W(jw)=kjw; амплітудно-частотна характеристика – W(w)=kw; фазо-частотна характеристика – логарифмічна амплітудно-частотна характеристика –
(рис.8).
Рисунок 8 – Характеристики ланки, що диференціює: а) перехідна б) логарифмічна амплітудно-частотна; в) годограф комплексного коефіцієнта передачі
10. Ланка чистого запізнювання
Прикладами зможуть служити радіотракт чи лінія затримки. Диференціальне рівняння ланки – y(t)=x(t-t); передатна функція – комплексний коефіцієнт передачі - ; амплітудно-частотна характеристика – W(w)=1; фазо-частотна характеристика – j(w)=-wt (рис. 9).
Рисунок 9 – Характеристики ланки чистого запізнювання: а) годограф комплексного коефіцієнта передачі; б) фазо-частотна характеристика
Крім розглянутих тут, до типових ланок також відносяться: аперіодична ланка другого порядку; коливальна ланка; інтегруюча ланка.
11. Передатні функції з'єднань ланок
У системах РА застосовуються три види з'єднань ланок: послідовне (рис.10), рівнобіжне (рис.11) і зустрічно-рівнобіжне (тобто – з'єднання зі зворотним зв'язком) (рис.9).
Рисунок 10 – Послідовне з'єднання ланок
; .
Рисунок 11 – Рівнобіжне з'єднання ланок
;
Система лінійна, отже, справедливий принцип суперпозиції.
Рисунок 12 – Зустрічно-рівнобіжне з'єднання ланок
Розглянемо випадок негативного зворотного зв'язку:
.
Передатна функція замкнутої системи для помилки:
,
де – передатна функція розімкнутої системи. Передатна функція замкнутої системи для вхідного впливу:
,
тобто .
12. Передатна функція для збурювання
Система лінійна, справедливий принцип суперпозиції.
;
звідси
Приклад розімкнутої системи зі збурюванням рис. 10
Рисунок 13 – Розімкнута система зі збурюванням
13. Замкнута система
Приклад замкнутої системи зі збурюванням рис. 14
Рисунок 14 – Замкнута система зі збурюванням
; ;
звідси .
Другие работы по теме:
Вивчення законів нормального розподілу Релея
Вивчення законів розподілу різних випадкових процесів нормального шуму, гармонійного і трикутного сигналів з випадковими фазами. Перевірка нормалізації розподілу при збільшенні числа взаємно незалежних доданків у випадковому процесі. Вимоги до роботи.
Засоби відображення інформації та принципи їх компонування
Інформація про стан керованого об’єкта поступає від засобів відображення інформації (ЗВІ), якими є різні прилади і які формують сенсорне поле на робочому місці. За функціями інформації ЗВІ поділяються на командні (цільові) і ситуаційні. Перші дають відомості про необхідні дії для досягнення мети, другі — інформацію щодо протікання технологічного процесу та описують наявну ситуацію.
Наведення усіх перестановок елементів множини
Перестановка як перевпорядкованість наборів елементів, об’єктів або функція, що задає таку перевпорядкованість. Всі можливі варіанти перестановок елементів множини за умови наявності трьох елементів за умови, що жоден елемент не залишається на місці.
Структурні схеми каналів зв’язку
Специфіка різних сфер застосування систем зв'язку. Структурні схеми каналів передачі інформації, перетворення інформації в кодуючому пристрої. Поняття детермінованого, недетермінованого, випадкового сигналу. Особливості передачі і збереження інформації.
Випадкові процеси та одновимірні закони розподілу ймовірностей
Характер прийнятих сигналів як носіїв інформації є випадковим і заздалегідь не є відомий, тому з цього погляду сигнали треба розглядати як випадкові функції часу. Крім того, передавання інформації завжди супроводжується дією різноманітних завад та шумів, тому реальні сигнали є сумішшю корисного сигналу та завади.
Всенаправлений азимутальний радіомаяк VOR-4000
Принцип роботи радіомаяка VOR-4000. Схема розміщення апаратури радіомаяка. Основні технічні характеристики радіомаяка VOR-4000: точність вимірювання азимута; частота модуляції та сигналу розпізнавання. Функціональна схема одного комплекту радіомаяка.
Офісні телефонні станції
Загальна характеристика, призначення, класифікація і склад офісних автоматизованих телефонних станцій, основні переваги їх використання, види обладнання, технічні характеристики, особливості сервісних можливостей та сруктурна схема міні-АТС К-16010.
Основні поняття теорії сигналів
Роль сигналів у процесах обміну інформацією між окремими підсистемами складних систем різного призначення. Передача повідомлення через його перетворення в електричні сигнали у кодуючому пристрої. Класифікація та способи математичного опису повідомлень.
Перетворювач напруга-тривалість імпульсу
Проектування та реалізація перетворювача напруги в імпульси. Розрахунок та визначення технічних параметрів перетворювача напруга-тривалість. Розробка та обґрунтування структурної схеми приладу. Методика проведення і призначення електричних розрахунків.
Аналіз структурних властивостей зображень
Мета і методи аналізу й автоматичної обробки зображень. Сигнали, простори сигналів і системи. Гармонійне коливання, як приклад найпростішого періодичного сигналу. Імпульсний відгук і постановка задачі про згортку. Поняття одновимірного перетворення Фур'є.
Архітектура Virtex
Структура и основні елементи архітектури Virtex, їх взаємодія та принцип роботи. Банки вводу-виводу. Логічний блок, що конфігурується – КЛБ. Таблиця перетворення. Елементи, що запам'ятовують. Умови та порядок позначення мікросхем сімейства Virtex.
Випадкові процеси та одновимірні закони розподілу ймовірностей
Сигнали як носії інформації і випадкові функції часу, їх сутність. Випадкова функція - математична модель випадкового сигналу. Статистичні характеристики, властиві випадкового процесу. Одновимірна функція розподілу ймовірностей випадкового процесу.
Теорема Котельникова. Побудова ортонормованого базису
Зміст теореми Найквіста-Шенона. Задача на визначення сигналу, відновленого за допомогою фільтрації. Схема включення ФНЧ. Балансна амплітудна модуляція. Однотональний Ам-сигнал з балансною модуляцією. Аналітичний сигнал обвідної заданого коливання.
Системи та засоби відображення інформації
Забезпечення індикації інформації навігаційних систем літака, електронні пілотажні прилади: пульт керування, генератор символів, метеолокатор, перемикач вибору режиму; типова індикація електронного директорного авіагоризонту і горизонтального положення.
Синтез мікропрограмних автоматів
Синтезування мікропрограмного автомата за схемою Уілкса-Стрінжера у вигляді автоматів Мілі та Мура. Основні дані про автомати, їх класифікація. Змістовна схема алгоритму та таблиця кодування операційних та умовних верхівок. Схема операційного автомата.
Дослідження перехідних характеристик цифрових САК
Дослідження цифрових систем автоматичного керування. Типові вхідні сигнали. Моделювання цифрової та неперервної САК із використання MatLab. Результати обчислень в програмі MatLab. Збільшення періоду дискретизації цифрової системи автоматичного керування.
Програмне забезпечення для МПК Ломіконт
Схема об'єкта управління ємністю, блок-схема процесу, відповідність адрес входів-виходів різних контролерів. Вибір технічних засобів для визначення та неперервного вимірювання рівня та температури, управління мішалкою за допомогою магнітного пускача.
Тригери на логічних елементах
Найпростішими елементами з пам’яттю є тригери – логічні елементи, яки можуть знаходитись у одному з двох стійких станів і переходити до іншого стану під впливом зовнішніх сигналів (через це тригер називають бістабільним елементом). Їх застосування.
Синтез автоматів з памяттю
Полтавський Військовий Інститут Зв’язку Кафедра схемотехніки радіоелектронних систем ОБЧИСЛЮВАЛЬНА ТЕХНІКА ТА МІКРОПРОЦЕСОРИ напрям підготовки 0924 «Телекомунікації»
Розробка операційного та керуючого автомату що виконує операцію прискореного множення
Курсовий проект на тему: Розробка операційного та керуючого автомату, що виконує операцію прискореного множення Вступ У наш час, з розвитком науково-технічного прогресу розвивається і обчислювальна техніка, що сприяє більшому удосконаленню. Обчислювальна техніка займає не останнє місце і грає визначальну роль в науковому технічному прогресі, сприяє підвищенню ефективності виробництва, покращанню якості продукції, росту продуктивності праці.
Лісостеп та степ України
Реферат на тему: Лісостепова та степова зони України Лісостепова зона України Лісостепова зона простяглася від Прикарпаття до Середньоросійської височини. Північна межа (із Поліссям) проходить поблизу Львова, Шепетівки, Житомира, Києва, Ніжина, Глухова, а південна — по лінії Ананьїв — Знам'янка — Олександрія —— Красноград — Балаклія —Куп'янськ.
Мовне забезпечення САПР
: Мовне (лінгвістичне) забезпечення САПР. Призначення, структура та вимоги до мовного забезпечення. Мовне проектування. Мови програмування. 1. Мови забезпечення САПР включають в себе мови проектування та мови програмування і охоплює терміни, визначення, правила формалізації звичайної мов, методи стиснення та розширення.
Формування використання і структура масиву штатного розпису підприємства
Реферат на тему: При організації раціонального варіанту внутрішньомашинної інформаційної бази даних по штатному розпису, яка найбільш повно відбиває специфіку кадрового забезпечення, перед розробниками постають вимоги до організації масивів, які можуть бути суперечливими. До них належать: