1. Vizsgálat az időtartományban. 1.1. Határozza meg az ábrán vázolt diszkrét idejű hálózat állapotváltozós leírásának normál alakját!



Hasonló dokumentumok
Jelek és Rendszerek 2. Kidolgozott Témakörök

Lineáris programozás. Modellalkotás Grafikus megoldás Feladattípusok Szimplex módszer

Miskolci Egyetem GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR. Analízis I. példatár. (kidolgozott megoldásokkal) elektronikus feladatgyűjtemény

Dr. Kuczmann Miklós JELEK ÉS RENDSZEREK

2. előadás: További gömbi fogalmak

LTI Rendszerek Dinamikus Analízise és Szabályozásának Alapjai

86 MAM112M előadásjegyzet, 2008/2009

Lineáris Algebra gyakorlatok

5. gyakorlat. Lineáris leképezések. Tekintsük azt a valós függvényt, amely minden számhoz hozzárendeli az ötszörösét!

Analízisfeladat-gyűjtemény IV.

XII. MAGYAR MECHANIKAI KONFERENCIA MaMeK, 2015 Miskolc, augusztus SZÁN SZABÁLYOZÁSÁNAK HATÁSA AZ ESZTERGÁLÁS REGENERATÍV REZGÉSEIRE

Lineáris algebra - jegyzet. Kupán Pál

DIFFERENCIAEGYENLETEK

Differenciálegyenletek a hétköznapokban

Vektorszámítás Fizika tanárszak I. évfolyam

1.1. Gyökök és hatványozás Hatványozás Gyökök Azonosságok Egyenlőtlenségek... 3

Folytonos rendszeregyenletek megoldása. 1. Folytonos idejű (FI) rendszeregyenlet általános alakja

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Analízis előadás és gyakorlat vázlat

Huroktörvény általánosítása változó áramra

Feszített vasbeton gerendatartó tervezése költségoptimumra

5. Trigonometria. 2 cos 40 cos 20 sin 20. BC kifejezés pontos értéke?

Széchenyi István Egyetem, 2005

Áttekintés a felhasznált lineáris algebrai ismeretekről.

Irányítástechnika. II. rész. Dr. Turóczi Antal

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

MATEMATIKA FELADATGYŰJTEMÉNY

Fourier-analízis alkalmazása a digitális holográfiában

ELŐFESZÍTETT VASBETON TARTÓ TERVEZÉSE AZ EUROCODE SZERINT

A műszaki rezgéstan alapjai

Fejezetek a lineáris algebrából PTE-PMMK, Műszaki Informatika Bsc. Dr. Kersner Róbert

Az ablakos problémához

Az aperturaantennák és méréstechnikájuk

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Nemzeti versenyek évfolyam

Mátrixaritmetika. Tartalom:

, &!!! )! ),!% ), &! )..! ). 7!# &!!,!! 6 ) &! & 6! ) &!! #! 7! ( % ) ) 0!! ) & 6 # &! #! 7.!#! 9 : %!!0!

Lineáris algebra I. Kovács Zoltán. Előadásvázlat (2006. február 22.)

A DÖNTÉS SORÁN FENNAKADT FÁK MOZGATÁSA

A gyakorlatok HF-inak megoldása Az 1. gyakorlat HF-inak megoldása. 1. Tagadások:

Elektrotechnika jegyzet

2. Hatványozás, gyökvonás

Analízis 1. (BSc) vizsgakérdések Programtervez informatikus szak tanév 2. félév

REZGÉSDIAGNOSZTIKA ALAPJAI

Komplex számok szeptember Feladat: Legyen z 1 = 2 3i és z 2 = 4i 1. Határozza meg az alábbi kifejezés értékét!

Félévi időbeosztás (nagyjából) házi feladat beadási határidőkkel (pontosan) Valószínűségszámítás 2. matematikusoknak és fizikusoknak, 2009 tavasz

Középszintű érettségi feladatsorok és megoldásaik Összeállította: Pataki János; dátum: november. I. rész

= szinkronozó nyomatékkal egyenlő.

2. ábra Soros RL- és soros RC-kör fázorábrája

2. OPTIKA 2.1. Elmélet Geometriai optika

Diszkrét idej rendszerek analízise az id tartományban

MATEMATIKA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI-FELVÉTELI FELADATOK május 19. du. JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ

Egyetemi matematika az iskolában

Csak felvételi vizsga: csak záróvizsga: közös vizsga: Villamosmérnöki szak BME Villamosmérnöki és Informatikai Kar január 5.

Tómács Tibor. Matematikai statisztika

MIKROÖKONÓMIA I. Készítette: K hegyi Gergely és Horn Dániel. Szakmai felel s: K hegyi Gergely június

2. Interpolációs görbetervezés

Gyakorló feladatok a Közönséges dierenciálegyenletek kurzushoz

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Számelmélet I.

Color profile: Generic CMYK printer profile Composite 150 lpi at 45 degrees

Következõ: Lineáris rendszerek jellemzõi és vizsgálatuk. Jelfeldolgozás. Lineáris rendszerek jellemzõi és vizsgálatuk

INTERFERENCIA - ÓRAI JEGYZET

Miskolci Egyetem. Diszkrét matek I. Vizsga-jegyzet. Hegedűs Ádám Imre

Oktatási segédlet. Acél- és alumínium-szerkezetek hegesztett kapcsolatainak méretezése fáradásra. Dr. Jármai Károly.

Széchenyi István Egyetem. Alkalmazott Mechanika Tanszék


Prizmás impulzuskompresszorok hômérsékleti stabilitásának modellezése

(2) A R. 3. (2) bekezdése helyébe a következő rendelkezés lép: (2) A képviselő-testület az önkormányzat összes kiadását

matematikai statisztika október 24.

Elektromágneses terek gyakorlat - 6. alkalom

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

LINEÁRIS ALGEBRA PÉLDATÁR MÉRNÖK INFORMATIKUSOKNAK

Rendszeresen használt jelek és rövidítések

Részecskék hullámtermészete

Lineáris Algebra GEMAN 203-B. A három dimenziós tér vektorai, egyenesei, síkjai

Matematikai programozás gyakorlatok

Diszkrét Matematika I.

Bevezetés az elméleti zikába

Sztochasztikus folyamatok 1. házi feladat

Visszatérítő nyomaték és visszatérítő kar

V. Gyakorlat: Vasbeton gerendák nyírásvizsgálata Készítették: Friedman Noémi és Dr. Huszár Zsolt

5.10. Exponenciális egyenletek A logaritmus függvény Logaritmusos egyenletek A szinusz függvény

(1. és 2. kérdéshez van vet-en egy 20 oldalas pdf a Transzformátorokról, ide azt írtam le, amit én kiválasztanék belőle a zh-kérdéshez.

Bemenet modellezése II.

NUMERIKUS MÓDSZEREK FARAGÓ ISTVÁN HORVÁTH RÓBERT. Ismertető Tartalomjegyzék Pályázati támogatás Gondozó

Matematika felvételi feladatok bővített levezetése 2013 (8. osztályosoknak)

Megoldások, megoldás ötletek (Jensen-egyenlőtlenség)

1. Lineáris leképezések

9. Áramlástechnikai gépek üzemtana

Egy irányított szakasz egyértelműen meghatároz egy vektort.

2. témakör: Számhalmazok

TMDK-DOLGOZAT. Stacionárius és rádiófrekvenciás elektromágneses terek vizsgálata a momentumok módszerének segítségével

2. Halmazelmélet (megoldások)

Feladatok és megoldások a 6. heti eladshoz

Matematika POKLICNA MATURA

Bevezetés a számításelméletbe I. feladatgyűjtemény. Szeszlér Dávid, Wiener Gábor

Tanulmányozza az 5. pontnál ismertetett MATLAB-modell felépítést és működését a leírás alapján.

A kvantummechanika speciális fejezetei

FELADATOK A. A feladatsorban használt jelölések: R + = {r R r>0}, R = {r R r < 0}, [a; b] = {r R a r b}, ahol a, b R és a b.

Dekonvolúció, Spike dekonvolúció. Konvolúciós föld model

Átírás:

. Vizsgálat az időtartományban.. Határozza meg az ábrán vázolt diszkrét idejű hálózat állapotváltozós leírásának normál alakját! x x x xy x [ k ] x b( c eg x x gf u [ k ] x ( bd beh x x fh [ k ] bx( c be eg x fg x fx u x ( abeg ( bd beh bca x fh x x afg u a be f x x y T C x A [ abeg bca afg] x [ a ] u D B u format compact a-.7;b.5;c.6;d.6;e-.7;f.5;g.5;h.7; clc A[b*(ce*g g*f; b*(de*h f*h; b*e f].5 A.55.5.5.5.5.. Határozza meg a sajátértékeket! Döntse el, hogy stabilis-e a hálózat! Ha nem stabilis, változtasson meg erősítést (esetleg többet úgy, hogy a hálózat stabilis legyen, majd oldja meg újra az..feladatot! A hálózaton végzett módosítással nem csökkentheti a hálózat rendjét, nem teheti triviálissá a hálózatot, és nem vehet fel további komponenst! Minden további feladatot az így stabilissá tett hálózaton végezzen el! A karakterisztikus egyenlet: λ.5.5 ( λe A.55 λ.5 det.5 λ.5 λ λ.,5 j.88 λ.,5 j.88 Mivel a sajátértékek abszolútértéke kisebb egynél, a rendszer aszimptotikusan stabil, ezért erősítések megváltoztatása felesleges. A mátrixok:.5.5 A.55.5 T B C [-.875 -.75] U. 7.5.5

format compact a-.7;b.5;c.6;d.6;e-.7;f.5;g.5;h.7; clc A[b*(ce*g g*f; b*(de*h f*h; b*e f],eig(a B[; ; ], CT[a*b*e*gb*c*a a*f*g], Da

.. Az állapotváltozós leírás ismeretében számítsa ki és ábrázolja az impulzusválaszt a k,,,...ütemre! Adja meg az impulzusválaszt analitikus alakban is! Az impulzusválasz: h [ k] y[ k], ha u[ k] δ[ k] és x [ ] x[ k ] x,5 x x,5 u x[ k ] x,55 x x,5 u x[ k ] x (,5 x,5 u y x (,875 x x (,75 u (,7 k x[k] x[k] x[k] s[k] y[k],,, -,7,,, -,875,5,55 -,5 -,7 -,7875 -,565 -,875 -,465 Az impulzusválasz zárt alakját a h T k [ k] C A B formula segítségével nyerjük. Ennek felírásához szükség van az A állapotmátrix hatványaira. Ezeket az A Lagrange-mátrixainak segítségével kapjuk. Az i-ik Lagrange-mátrixot esetünkben A Li λ A λ E i n i p λi λ p adja, ahol n az A mátrix dimenziója, I n az n dimenziójú egységmátrix, valamint i és n- közötti, tehát esetünkben i, vagy. A kapott Lagrange-mátrixok: L.45 -.6474i.474 -.887i -.886 -.8564i.6.67.49.6657i.744.7i Az A mátrix hatványait ezek után a Lagrange-mátrixaival írjuk fel:.45.6474i.6 -.67 L.474.887i.49 -.6657i L -.886.8564i.744 -.7i T k k T k T k [ ] C ( L λ L B C λ L B C L B h k amelyben a mátrixok szorzását elvégezve kapjuk, hogy h λ λ k [ ] (,65-,6i k k λ (,65 λ,6i Ebbe behelyettesítjük a sajátértékeket, és áttérünk exponenciális alakra: h j59.7 j6, k j59.7 j6, k [ k],75 e (,87 e,75 e (,87 e Innen az Euler-formula vagy a kétszeres valós rész módszer segítségével nyerjük az impulzusválasz időfüggvényének végső alakját: *

k [ ],4,87 cos( 6, ( k 59,7 h k Ez azonban csak k> esetén érvényes. A k és k esetre a fenti táblázat eredményeit kell használni, melyeket a behelyettesítés módszerével számoltunk. A kapott eredmény: ( k [ ],7δ [ k],875δ [ k ] ε[ k ],4,87 cos( 6, ( k 77, h k k 4 5 6 7 8 9 h[k] -,7 -,875,4,7, -, -, -,9 -, - 8,4956E- 6,9E- 5. Impulzus válasz. -. -. h[k] -. -.4 -.5 -.6 -.7 4 5 6 7 8 9 k Az x tengely beosztása -el kezdődik, az első természetesen a nulladik elem, csak az értékek ábrázolása során a Matlab autómatikusan eggyel kezdi az indexelést. a-.7;b.5;c.6;d.6;e-.7;f.5;g.5;h.7; clc A[b*(ce*g g*f; b*(de*h f*h; b*e f] B[; ; ], CT[a*b*e*gb*c*a a*f*g], Da % mátrixok megadása lambdaeig(a % sajátértékek számítása produkt;p; % paraméterek kezdőértékeinek megadása nsize(a;nn(; % n számítása, ahol A egy nxn-es mátrix Lagrangezeros(n,n,n; for i:n % Lagrange mátrixok képklet szerinti kiszámítása produkt; % a szorzat kezdőértékét egyre állítjuk for p:n if p~i 4

produktprodukt*(a-lambda(i*eye(n/(lambda(i-lambda(p; end end if lambda(i~ Lagrange(:,:,iA./lambda(i*produkt; else Lagrange(:,:,i; % Nulla sajátérték esetén nem értelmezett! end end Lagrange % ez már csak a kiíratás % Impulzusválasz számítása diszkrét esetben for i:n ht(ict*lagrange(:,:,i*b; end ht % Diszkrét impulzusválasz ábrázolása hk(-.7;hk(-.875; for i:n for k:: hk(kabs(ht(i*abs(lambda(i^(k-*cos(angle(lambda(i*(k-angle(ht(i; end end stem(hk title('impulzus válasz'; xlabel('k';ylabel('h[k]'; 5

.4. A hálózat gerjesztése : s[k] ε[k](f Gp k. Határozza meg a választ az impulzusválasz ismeretében a k,,...5 értékekre! F G p.9 s[k] ε[k](f Gp k k vagyis u[ k] ε [ k] (. 9 k 4 5 6 u[k] 5 4,8 4.6 4.458 4. 4.8 4.69 h[k] -,7 -,875,96,689,7 -, -, y[k] -,5 -,7975 -,4 -,899 -,795 -,76 i bármely [ k] u[ i] [ k i] u δ, tehát: [ k] h[ k i] u[ i] h[ p] u[ k p] i y, ha és i Belépő gerjesztés és kauzális rendszer esetén y 5 5 ( (.9 i [ 5],7δ [ i],875δ [ i ] ε[ i ],4,87 cos( 6, ( i 77, i y[]h[] u[]-,7*5-,5 y[]h[] u[] h[] u[]-,6-,475-,7975 y[]-,7*4,6-4,8*,875-5*,96-,4 y[]-,7*4,458-,875*4,6,96*4,8,698*5-,899 y[4] -,7*4,-,875*4,458-,96*4,6,698*4,8,7*5-,795 y[5]-,7*4,8-,875*4,-,96*4,458-,698*4,6,7*4,8-,*5-,76 %A hálózat gerjesztése u[k]epszilon[k](fg*p^k gerjesztésre % k... 5, F, G, p.9 F,G,p.9; uk(5 for i:6 uk(ifg*p^(i-; % az indexelés miatt ki kell vonni egyet end hk[h( h( h( h(4 h(5 h(6]; yconv(uk,hk 6

Vizsgálat a frekvenciatartományban.. Határozza meg a hálózat átviteli karakterisztikáját a hálózatra felírt frekvenciatartománybeli egyenletek alapján! Adja meg és ábrázolja az amplitúdó karakterisztikát a (-π,π tartományon! A frekvenciatartománybeli egyenletek: Xˆ e Xˆ e Xˆ e Y Xˆ Xˆ Xˆ A válasz: Y.5 Xˆ.55 Xˆ.5 U.5 Xˆ ( ˆ.5 X.5 (.875 Xˆ Xˆ (.75 U (.7 ( 8e e.8e.8 Amiből: 4e 5e e Y ( ( 8e e.8e.8 e U Xˆ Xˆ Xˆ U.5.5 e j 4e -.8U -.e U j 4e 5e e 4U 4e 5e.7.55e.e.95e.65e.5e H U Átalakítva az H ϑ e j 4e 5e e cosϑ jsinϑ összefüggés alapján: ϑ -.7.55cos ( ( ϑ -.cos( ϑ.95cos( ϑ e j.65cos ( ϑ.5cos( ϑ j(.65sin( ϑ.5sin( ϑ j(.55sin( ϑ -.sin( ϑ.95sin( ϑ ( ϑ.5cos( ϑ j(.65sin( ϑ.5sin( ϑ.65cos Amplitúdó karakterisztika: K ( ϑ H( e ϑ ϑ U - Ue 4e 5e K ( ϑ (-.7.55cos( ϑ -.cos( ϑ.95cos( ϑ ( ϑ.5cos( ϑ (.65sin ϑ.5sin ϑ (.55sin( ϑ -.sin( ϑ.95sin( ϑ ( ϑ.5cos( ϑ (.65sin ϑ.5sin ϑ (.65cos ( ( (.65cos ( ( 7

.9 Amplitúdó karakterisztika.8 abs(h.7.6.5 -*pi -/*pi -pi -/*pi /*pi pi /*pi *pi teta 4 Fázis karakterisztika fázisszög - -4 -*pi -/*pi -pi -/*pi /*pi pi /*pi *pi teta telinspace(-*pi,*pi; %tetha eteexp(j*te; %e-ad j tetha H((-8*ete.^*ete.^-.8*ete-.8./(4*ete.^-5*ete.^-ete; atabs(h; anangle(h; subplot(; plot(te,at; title('amplitúdó karakterisztika'; xlabel('teta';ylabel('abs(h'; grid; subplot(; plot(te,an; title('fázis karakterisztika'; xlabel('tetha';ylabel('fázisszög'; grid; 8

.. Az s[k] Scos(ϑ o k ρ gerjesztőjel esetére határozza meg a válasz gerjesztett összetevőjének időfüggvényét! Ábrázolja az s[k] és az y g [k] jeleket a k,,,... értékekre! Vizsgálja meg, hogy periodikusak-e a jelek, és ha igen, adja meg a periódust! Mi a feltétele annak, hogy az y g [k] jelnek legyen fizikai tartalma? S ϑ ρ A gerjesztést továbbra is u-val jelölve: u[k]4,5cos(π/5*k,π 4,5 π/5,π Ebből látható, hogy a jel periodikus, K periódussal. A koszinusz argumentumából következik, hogy ez a legkisebb olyan érték, amelyre s[k] s[kk] teljesül, ugyanis ekkor lesz π/5*k egész számú többszöröse π-nek. A hálózatot a θ π/5 körfrekvencián, szinuszos állandósult állapotban vizsgáljuk. Ekkor a hálózat válasza Y H* U, ahol H a hálózat átvitele a vizsgált körfrekvencián. Ezt az átvitelt az átviteli karakterisztikába való behelyettesítéssel nyerjük. Az átviteli karakterisztika értéke a ϑ π / 5 körfrekvencián: ( ( 8e e.8e.8 e H 4e 5e j o j68. H( e ϑ.78 e o A hálózat gerjesztett (állandósult állapotbeli válaszát a θ körfrekvencián a y k] u[ k] H( e adja. Így a gerjesztett válasz: y g e π [ k] 4,5,78 cos k,k 68. 5 g [ egyenlet A válasz kiszámításához felhasználtuk az átviteli karakterisztika egy adott körfrekvenciához tartozó értékét. Ez csak akkor ad fizikailag értelmes eredményt, ha tudjuk, hogy a hálózat gerjesztés-válasz stabilis. Ellenkező esetben ugyanis előfordulhat, hogy az átviteli karakterisztikába való behelyettesítéssel kapott eredmény nem valósulhat meg, vagy csak valamilyen fizikailag nem megvalósítható, labilis határhelyzetben jöhet létre. A gerjesztés és az állandósult állapotbeli válasz értékei és ábrázolása: k 4 5 6 7 8 9 u[k] 4,499 4,,986,4649,79,9975,55,847 -,754 -,66 -,494 y[k] -,48 -,69 -,54 -,898 -,569 -,58 -,446 -,84 -,55,5579,69 9

6 Gerjesztés 4 u[k] - -4 4 5 6 7 8 9 teta Válasz y[k] - - - -4 4 5 6 7 8 9 teta tepi/5; eteexp(j*te; %e-ad j theta H((-8*ete.^*ete.^-.8*ete-.8./(4*ete.^-5*ete.^-ete; tx::; u4.5*cos(tx*pi/5./pi;% A szöget radiánba átváltom yabs(h*4.5*cos(tx*pi/5./piangle(h; subplot(; stem(u; title('gerjesztés'; xlabel('teta';ylabel('u[k]'; grid; subplot(; stem(y; title('válasz'; xlabel('teta';ylabel('y[k]'; grid;

.. Egy 6 periódusú s[k] gerjesztőjel egy periódusának értékei a mellékelt táblázatban adottak. Határozza meg ezen gerjesztőjel Fourier sorának valós és komplex alakját, és ellenőrizze, hogy a Fourier sorral számított értékek valóban az adott s[k] értékeket szolgáltatják! A megadott gerjesztés egy periódusa (k 5-ig: k 4 5 u[k] - - 8 A Fourier-sor komplex alakja: f k K jiϑk π π F i e ϑ K [ ] k Az együtthatókat a következő képletek adják: K K k ji k F f [ k] F i f [ k] e K ϑ K k < i K A valós együtthatók a következő összefüggések alapján határozhatók meg a komplexekből: F A B A B K F F Fi Re{ F i } Fi Im{ F i } < i A B * * F K / FK / F K / U 4 U U 5 U Esetünkben K 6. A képletek felhasználásával kiszámítjuk a táblázatban szereplő s[k] értékekhez tartozó Si komplex Fourier-együtthatókat. A matab is ezt a számítási módot használja a fast fourier transform fft( függvényében: X(k sum x(n*exp(-j**pi*(k-*(n-/n, < k < N u A komplex Fourier sor együtthatói:.667 -..5774i.6667.547i -.5 (Az i és i K/ sorszámú Fourier-együtthatók szükségszerűen valósnak. π Avalós Fourier sor együtthatói B U i A U i U. [- 4. -.5] [-.547 -.94 ] A teljes Fourier sor: π π π [ k ]. - 4cos k.547sin k.cos k.94sin k.5cos ( k π Az azonos körfrekvenciájú tagok összevonása után (a szögek radiánban értendők: π π u[ k].667 4.6cos k.866.6667 cos k.47.5cos( k π u[- - 8 ]; %A megadott gerjesztés fsfft(u/6 fa*real(fs

fb-*imag(fs amp*abs(fs angangle(fs sor[fs( amp( amp( abs(real(fs(4; ang( ang( ang(4].6674.6*cos(k*pi/.866.6667*cos(k**pi/.47.5*cos(k*pi.46%ellenőrzésj

.4. Határozza meg a fenti periodikus gerjesztéshez tartozó válasz gerjesztett összetevőjének valós alakú Fourier sorát, adja meg és ábrázolja egy periódusának értékeit! u π [ k].667 4.6cos k.866.6667 cos k.47.5cos( k π A hálózat linearitása miatt az ezen gerjesztésre adott választ úgy határozhatjuk meg, hogy a különböző frekvenciákra külön-külön meghatározzuk az átvitelt. Ezek segítségével a gerjesztésben szereplő körfrekvenciákon megkapjuk a válaszbeli komponenseket, amelyek szuperponálása a hálózat válaszát adja. A gerjesztett válasz kifejtése: y g -j [ k]. 66H( e 5cos. jπ ( k π H( e y g π j [ k] H( e ϑ U π π π j π j. k. H e 46cos 866. 6667cos k 47. H e A megoldást a táblázatban foglaljuk össze (a szögek továbbra is radiánban értendők: θ H φ H U φ U Y φ Y,886 -,667 8,97 π/,66 66,5 4,6 6,9,546 9,95 *π/,87 77,6,6667 6,5 7,6 π,788,5 8,78 8 A gerjesztett válasz teljes alakja: y g [ k],97,546cos( 9,95,5cos( 7,6,78 cos( 8

Gerjesztés - y[k] - - -4-5 -6 4 5 tetha 4

clc,format compact; te[ pi/ *pi/ pi]; eteexp(-j*te; H((-8*ete.^*ete.^-.8*ete-.8./(4*ete.^-5*ete.^-ete; atabs(h ftangle(h %Ábrázolás tx[ 4 5]; Yat(*sor(,*cos(ft(at(*sor(,*cos(tx*pi/sor(,ft(at(*sor(,*c os(*tx*pi/sor(,ft(at(4*sor(,4*cos(tx*pisor(,4ft(4 stem(y; title('gerjesztés'; xlabel('tetha';ylabel('y[k]'; grid; 5

.5. Az..-ban kiszámított impulzusválasz Fourier transzformálásával határozza meg az impulzusválasz komplex spektrumát, és hozza azt polinom/polinom alakra! Vesse az eredményt össze.. eredményével! A h[h] Fourier-transzformáltja: F [ ] 5. 647e. 66e { h k } H( e.7e.875e,7875e Közös nevezőre hozva, és az azonos kitevőjő e-ados tagokat összevonva: 5. 677e. 77e.7.55e.e.95e.65e.5e....6. Az átviteli karakterisztika ismeretében írja fel a hálózat rendszeregyenletét! Az eltolási tételt: F x[ k ] { } e X ( e -t alkalmazzuk tagonként Y Inverz Fourier-transzformáció után: F Y.7.55e.e ( e H U.65e.5e.95e (.65e.5e U(.7.55e.e.95e j { Y(.65e.5e U(.7.55e.e.95e ϑ } Rendszeregyenlet az átviteli karakterisztika ismeretében: y [ k].65y[ k ].5y[ k ].7u [ k].55u [ k ].u[ k ].95u [ k ] 6

. Vizsgálat a komplex frekvenciatartományban.. Határozza meg a hálózat átviteli függvényét a z-tartománybeli egyenletek felírása vagy az állapotváltozós leírás alapján! Vesse össze az eredményt az átviteli karakterisztika kifejezésével! A hálózatra felírt z-tartománybeli egyenletek a z e jθ helyettesítés mellett megegyeznek a hálózatra a.. pontban felírt frekvenciatartománybeli egyenletekkel. Ezért az átviteli függvény is megegyezik az átviteli karakterisztikával, ha abba e jθ helyett z-t írunk. Ez a helyettesítés a hálózat kauzalitása (impulzusválaszának belépő tulajdonsága miatt indokolt. Így az átviteli függvény: H ( ( 8z z.8z.8 z 4z 5z z 7

.. Határozza meg az átviteli függvény zérusait és pólusait! Ábrázolja a pólus - zérus elrendezést! Vizsgálja meg ennek alapján a hálózat gerjesztés- válasz stabilitását! Az átviteli függvény számlálójának zérushelyei a zérusok: >> roots([-8 -.8 -.8] z.545.96i z.545 -.96i z -.4 Ezek abszolútértéke -nél kisebb, avagy a rendszer G-V stabilis mert minden pólus az egységkörön belülre esik, összhangban az.. pontban kapott eredménnyel. Az átviteli függyvény nevezőjének gyökei a pólusok: >> roots([4-5 - ] p p.667 p -.77 A pólus-zérus elrendezést a következő ábra szemlélteti: sz[-8 -.8 -.8],n[4-5 - ],pzmap(sz,n 8

.. Határozza meg az átviteli függvény alapján a hálózat impulzusválaszát analitikus alakban, és vesse össze az eredményt az..-ban kapottal! Ellenőrizze az eredményt k,,...5-re polinom-osztáson alapuló inverz transzformációval! Végezzünk el egy polinom osztást: H H H 8z z.8z.8 4z 5z z.5z.5z 4z 5z.8z z ( z.7 z.775z.75z 4z 5z z ( z.7.875 z z A z B z.77 ( z.7.875 z z C z.667 H z z.5 z z.77.757 z z.667 ( z.7.875 z z Ezt követően elvégezhető az inverz z transzformáció Z - {H[z]}: H k ( k [ k] Z { H( z }.7δ [ k].875δ [ k ] ε[ k ].5 (.77.757 (.667 k 4 5 6 h[k] -.7.875 -,4997789,5 -,,46 -,968 Az.-ban kapott eredmények: ( k [ ],7δ [ k],875δ [ k ] ε[ k ],78,87 cos( 6, ( k 77, h k k 4 5 6 7 8 9 h[k] -,7 -,875,4,7, -, -, -,9 -, - 8,4956E- 6,9E- 5 Ezekkel összevetve megállapíthatjuk, hogy a válasz a. és. ütemben teljesen megegyezik a fentebb számolttal, míg a további ütemekben apró eltérést ad a kerekítési hibákból adódóan. Ellenőrzés polinom osztással: H.775z.75z 4z 5z z ( z.7.875 z z.55z.775z.7.875 z.975z z 4z 5z z - 4 94. z.86z.7.875 z.975z.8685z z 4z 5z z 9

4 5.... 7. 875 z. 975z. 8685z.4856z z 4z 5z z

.4. Határozza meg a választ analitikus alakban, ha a gerjesztő jel: s[k[ ε[k] (F Gp k! F G p.9 u[k] ε[k](f Gp k k vagyis u[ k] ε [ k] (. 9 U ( z Z{ u[ k] } z z z z.9 A szorzást elvégezve: Y Y z ( ( 8z z ( z z ( z z Y 8z z.8z.8 4z 5z z z z z z.9 ( z H( z U( z z.8z z.8 z 8z z z z.8z z.8 ( z.66 ( z.77 ( z z ( z.66 ( z.77 ( z.9 4 4 84z 6z 4z.4z 56z 4z.6z 7.6z 4 4 4z 65z 4z z 4z 6z.5z.9z Parciális törtekre bontás: Y ( z -,798 z -,4,448 z -,477 -,5 z -,476 Inverz transzformálás után a válasz: Y,4 z - -,9 z -,94,658 z -,4574 k k k ( z ε[ k]( -,798,4,448,477 -,5,476 9,8444δ [ k] k k k ε[ k]( -,9,94,658,4574 9,89,48-9,89 z -,48 8,4444 z -

.5. Adjon meg egy olyan kanonikus hálózatot, amelynek a vizsgálttal megegyező az átviteli függvénye, és adja meg a hálózat rendszeregyenletét! A hálózat Y.7.55e.e.95e H( e U.65e.5e átviteli függvényét megvalósító egy lehetséges kanonikus kapcsolást a következő ábra mutatja: A hálózat rendszeregyenlete y [ k].65y[ k ].5y[ k ].7u [ k].55u [ k ].u[ k ].95u [ k ] ami természetesen megegyezik a.6. pontban kapott eredménnyel. -.7 u[k] y[k] D.65.55.5 D -. D -.95

.6. A rendszeregyenlet alapján a fokozatos behelyettesítés módszerével ellenőrizze a.4.feladat megoldását a k,,,...8 ütemre! A hálózatra korábba felírt egyenlet: y k.65y k.5y k.7u k.55u k.u k.95u k [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] [ ] k 4 5 6 7 8 9 u[k] 5 4,8 4,6 4,458 4, 4,8 4,69,9566,869,7748,6974 y[k] -,5 -,7975 -,4 -,899 -,795 -,76 -,64 -,79 -,656 -,68 -,5987 Ugyanezt az eredményt kapjuk a.4. pontban kapott formulából, a rendszeregyenletbe és az állapotegyenletekbe való fokozatos behelyettesítésből, és az.4. pontban, ahol csak a > k> 5 tartományt tekintettük, nagyjából ugyanezt kaptuk diszkrét konvolúcióval is.

A javító megjegyzései: 4