Tartalom. 1. Számítógéppel irányított rendszerek 2. Az egységugrásra ekvivalens diszkrét állapottér



Hasonló dokumentumok
Irányítástechnika GÁSPÁR PÉTER. Prof. BOKOR JÓZSEF útmutatásai alapján

LTI Rendszerek Dinamikus Analízise és Szabályozásának Alapjai

Tartalom. Állapottér reprezentációk tulajdonságai stabilitás irányíthatóság megfigyelhetőség minimalitás

Számítógépvezérelt irányítás és szabályozás elmélete (Bevezetés a rendszer- és irányításelméletbe, Computer Controlled Systems) 9. el?

Tómács Tibor. Matematikai statisztika

Kockázati folyamatok. Sz cs Gábor. Szeged, szi félév. Szegedi Tudományegyetem, Bolyai Intézet

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

1.1 Számítógéppel irányított rendszerek

Sztochasztikus folyamatok 1. házi feladat

MODELLEK ÉS ALGORITMUSOK ELŐADÁS

Számítógépvezérelt rendszerek mérnöki tervezése

2. Interpolációs görbetervezés

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

Funkcionálanalízis az alkalmazott matematikában

Fourier-transzformáció

Műszerek kiválasztása, jellemzése

Irányítástechnika 4. előadás

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

2. tartály tele S3 A tartály tele, ha: S3=1 I tartály tele S5 A tartály tele, ha: S5=1 I 0.4

Bevezetés az állapottér-elméletbe Dinamikus rendszerek állapottér reprezentációi

Lineáris programozás. Modellalkotás Grafikus megoldás Feladattípusok Szimplex módszer

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

Dr. Kuczmann Miklós JELEK ÉS RENDSZEREK

Számítógépvezérelt irányítás és szabályozás elmélete (Bevezetés a rendszer- és irányításelméletbe, Computer Controlled Systems) 1.

Használati útmutató. LabelManager 280

Elektronika 2. TFBE1302

HÍRADÁSTECHNIKA SZÖVETKEZET

Részecskék hullámtermészete

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

Az időtől független Schrödinger-egyenlet (energia sajátértékegyenlet), A Laplace operátor derékszögű koordinátarendszerben

Tartalom. 1. Állapotegyenletek megoldása 2. Állapot visszacsatolás (pólusallokáció)

Brückler Zita Flóra. Lineáris rendszerek integrálása

A nullád rendű tartóáramkör átviteli függvényének alakulása, ha a tartási időszakban a lezárás nem veszteségmentes

2. Elméleti összefoglaló

GEOMETRIAI OPTIKA - ÓRAI JEGYZET

Prizmás impulzuskompresszorok hômérsékleti stabilitásának modellezése

Mérés és adatgyűjtés

Kalman-féle rendszer definíció

statisztikai menürendszere Dr. Vargha András 2007

Komputer statisztika gyakorlatok

Ha ismert (A,b,c T ), akkor

Lineáris Algebra gyakorlatok

MITISZK Miskolc-Térségi Integrált Szakképző Központ

Kiegészítés a Párbeszédes Informatikai Rendszerek tantárgyhoz

Hang és ultrahang. Az ultrahangos képalkotás, A-, B- és M-képek. Doppler-echo. Echo elv - képalkotás. cδt = d+d = 2d

F1404 ATOMMAG- és RÉSZECSKEFIZIKA

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

Elektronika. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Elektronikus Eszközök Tanszéke

Az analízis néhány alkalmazása

Készítette: Fegyverneki Sándor. Miskolci Egyetem, 2002.

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

Irányítástechnika. II. rész. Dr. Turóczi Antal

Villamos kapcsolókészülékek BMEVIVEA336

1. Ismertesse az átviteltechnikai mérőadók szolgáltatásait!

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

Mössbauer Spektroszkópia

Simonovits M. Elekes Gyuri és az illeszkedések p. 1

2. előadás: További gömbi fogalmak

Jelek és Rendszerek 2. Kidolgozott Témakörök

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

Fourier-sorfejtés vizsgálata Négyszögjel sorfejtése, átviteli vizsgálata

Determinisztikus folyamatok. Kun Ferenc

3D Grafika+képszintézis

Feladatok a koordináta-geometria, egyenesek témaköréhez 11. osztály, középszint

Érzékelők és beavatkozók

Differenciálegyenletek numerikus megoldása

Matematika Tanszék MOE (PE MIK) MMAM143VB 1 / 34

Hibrid rendszerek stabilitásvizsgálata és irányítása. PhD tézis. Írta: Rozgonyi Szabolcs. Témavezet : Prof. Hangos Katalin.

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

EEG készülékek alacsonyfrekvenciás átvitelének vizsgálatára alkalmas mérőkészülék előállítása. Szepes Gábor műszaki informatikai szak 2012

DIFFERENCIAEGYENLETEK

Utolsó el adás. Wettl Ferenc BME Algebra Tanszék, Wettl Ferenc (BME) Utolsó el adás / 20

Jelalakvizsgálat oszcilloszkóppal

Lineáris algebra - jegyzet. Kupán Pál

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

Egzisztenciatételek a differenciálegyenletek elméletéből

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

Számítógépvezérelt irányítás és szabályozás elmélete (Bevezetés a rendszer- és irányításelméletbe, Computer Controlled Systems) 8.

Anyagmozgatás és gépei. 3. témakör. Egyetemi szintű gépészmérnöki szak. MISKOLCI EGYETEM Anyagmozgatási és Logisztikai Tanszék.

Elektronikai technikus Elektronikai technikus

Hálók kongruenciahálója

MFI mérés BUDAPESTI MŰSZAKI ÉS GAZDASÁGTUDOMÁNYI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI KAR POLIMERTECHNIKA TANSZÉK HŐRE LÁGYULÓ MŰANYAGOK FOLYÓKÉPESSÉGÉNEK VIZSGÁLATA

Egy szervo-pneumatikus rendszer direkt modellezése és robusztus szabályozása. Ph.D. tézisfüzet

Műszerek tulajdonságai

Műszaki problémák: - Néha tönkre megy a talpcsapágy. - Nem mindig megfelelő a keveredés.

SZTOCHASZTIKUS MÓDSZEREK

Matematika A3 1. előadás ( ) 1. gyakorlat ( ) 2. előadás ( ) 2. gyakorlat ( ) 3. előadás

Tulajdonjogi intézmények. A közpolitika mozgatórugói. Finanszírozási szerződés. Közpolitika és vállalatfinanszírozás

FORGÁCSOLÁSELMÉLET. Forgácsolószerszámok élgeometriája. Oktatási segédlet. Összeállította: Prof. Dr. Kundrák János egyetemi tanár

Deutériumjég-pelletek behatolási mélységének meghatározása videódiagnosztikával

Fa- és Acélszerkezetek I. 6. Előadás Stabilitás II. Dr. Szalai József Főiskolai adjunktus

A lineáris tér. Készítette: Dr. Ábrahám István

Munkapiaci áramlások Magyarországon

A racionalitás értelmezése és korlátai a közgazdaságtanban

Fizikai alapismeretek

A digitális jelek időben és értékben elkülönülő, diszkrét mintákból állnak. Ezek a jelek diszkrét értékűek és idejűek.

Tevékenység: Olvassa el a fejezetet! Gyűjtse ki és jegyezze meg a ragasztás előnyeit és a hátrányait! VIDEO (A ragasztás ereje)

Dr. Jelasity Márk. Mesterséges Intelligencia I. Előadás Jegyzet (2008. október 6) Készítette: Filkus Dominik Martin

vizsgálata többszintű modellezéssel

Átírás:

Tartalom 1. Számítógéppel irányított rendszerek 2. Az egységugrásra ekvivalens diszkrét állapottér 2015 1

Számítógéppel irányított rendszerek Számítógéppel irányított rendszer blokkvázlata Tartószerv D/A ZOH Folytonos rendszer A/D Számítógép 2015 2

Számítógéppel irányított rendszerek D/A átalakítás A diszkrét idejű jelből kódolási eljárással folytonos idejű impulzus sorozatot állít elő, mely a D/A átalakító analóg kimenő jele. 2015 3

Számítógéppel irányított rendszerek Tartószerv A tartószerv feladata két mintavételi pont között a jel biztosítása. A D/A konverter kimenő impulzussorozatából folytonos idejű jelet biztosít. A tartószerv meghatározza, hogy két mintavételi időpont között hogyan változik a jel. A legegyszerűbb tartószerv a zérusrendű (ZOH) tarószerv, mely állandó értéken (előző kimeneti függvény érték) tartja a kimenetet, míg a a következő mintavétel sorra nem kerül. 2015 4

Számítógéppel irányított rendszerek A zérus rendű tartószerv a D/A átalakító kimenetét integrálja h mintavételi ideig. Elsőrendű tartó (FOH) a két mintavételi pont értékeinek adott meredekségű összekötését biztosítja. Léteznek magasabbrendű tartószervek, melyek törekszenek a folytonos jelalak két mintavétel közötti értékének minél tökéletesebb visszaadására. 2015 5

Számítógéppel irányított rendszerek A/D átalakítás Az időben folytonos rendszer kimenetét diszkrét jellé alakítja kódolási eljárással. Ezt a diszkretizált, majd digitalizált jelet használjuk fel a számítógéppel irányított szabályozó bemeneteként. 2015 6

Számítógéppel irányított rendszerek 2015 7

Tartalom 1. Számítógéppel irányított rendszerek (bevezetés) 2. Az egységugrásra ekvivalens diszkrét állapottér 2015 8

Egységugrásra ekvivalens, diszkrét idejű állapottér modell Legyen adott az alábbi folytonos idejű állapottér reprezentáció, x 0 kezdeti értékkel ẋ = Ax + bu y = c T x 2015 9

ahol az inhomogén állapotegyenlet megoldása a következő: x(t) = e At x 0 + y(t) = c T x(t). t 0 e A(t τ) bu(τ)dτ 2015 10

Diszkrét esetben x(t k+1 ) = e A(t k+1 t k ) x(t k ) + tk+1 Legyen a mintavételi idő állandó: t k e A(t k+1 τ) bu(τ)dτ h = t k+1 t k = állandó valamint feltételezzük, hogy két mintavételi idő között a bemenőjel nem változik. 2015 11

Változó transzformáció h 0 t k+1 τ = (t k+1 t k ) + (t k τ) = h θ [ h ] e A(h θ) bu(t k )dθ = e Aθ dθ e Ah bu(t k ) = = [ A 1 e Aθ] h 0 eah bu(t k ) = = ( A 1 e Ah + A 1 I n ) e Ah bu(t k ) 0 2015 12

Tehát a diszkrét idejű állapottér reprezentáció ahol x(t k+1 ) = Φx(t k ) + Γu(t k ) y(t k ) = Cx(t k ) + Du(t k ) Φ = e Ah Γ = A 1 [ e Ah I n ] b 2015 13

Példa Legyen G(s) = b s + a. Határozzuk meg az 1TP tag folytonos állapottér reprezentációját! 2015 14

A = a, B = b, c T = 1 ẋ = ax + bu y = x 2015 15

Határozzuk meg az egységugrásra ekvivalens állapottér reprezentáció paramétermátrixait ha a mintavételi idő h! Φ = e ah Γ = 1 ( e ah 1 ) b a x(t k+1 ) = e ah x(t k ) + 1 ( e ah 1 ) bu(t k ) a y(t k ) = c T x(t k ) 2015 16

Példa Legyen adott az alábbi átviteli függvény: s + 1 G(s) = (s + 2)(s + 3) Határozzuk meg a tag folytonos diagonál állapottér reprezentációját! A folytonos rendszer pólusai a p 1 = 2 és p 2 = 3 helyeken vannak. 2015 17

A residuumok: Az egységugrásra ekvivalens, diszkrét állapottér r 1 = lim (s + 2)G(s) = 1 s 2 r 2 = lim (s + 3)G(s) = 2 s 3 És az állapottér reprezentáció, ẋ1 = 2 0 x 1 + 1 u ẋ 2 0 3 x 2 2 [ ] y = 1 1 x 1 x 2 2015 18

Határozzuk meg az egységugrásra ekvivalens állapottér reprezentáció paramétermátrixait ha a mintavételi idő h! Φ = e Ah = e 2h 0 0 e 3h Γ = A 1 [e Ah I n ]b = 1 2 0 e 2h 0 1 0 1 = 0 1 3 0 e 3h 0 1 2 = 1 2 0 1 e 2h 0 = e 2h 1 2 0 1 3 0 2(e 3h 2(1 e 1) 3h ) 3 2015 19

Diszkrét rendszerek stabilitása Re(λ i ) < 0 i = 1..n e λ ih < 1 2 1.5 1.5 1 1 0.5 0.5 Im 0 Im 0 0.5 0.5 1 1.5 1 2 2 1.5 1 0.5 0 0.5 1 1.5 2 Re 1.5 1 0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 Re 2015 20

Diszkrét rendszerek megfigyelhetősége 1. Definíció. Az O n (c T,Φ) mátrixot a diszkrét idejű rendszer megfigyelhetőségi mátrixának nevezzük. 1. Állítás (Kálmán-féle rangfeltétel): Egy (c T,Φ) pár megfigyelhető akkor és csak akkor, ha megfigyelhetőségi mátrixuk rangja megegyezik az állapottér dimenziójával, azaz rang { O n (c T,Φ) } = n, 2015 21

ahol O n = c T c T Φ. c T Φ n 1 2015 22

Diszkrét rendszerek irányíthatósága 2. Definíció. Az C n (Φ,Γ) mátrixot a diszkrét idejű rendszer irányíthatósági mátrixának nevezzük. 2. Állítás (Kálmán-féle rangfeltétel): Egy (Φ, Γ) pár akkor és csak akkor irányítható, ha irányíthatósági mátrixuk rangja megegyezik az állapottér dimenziójával, azaz rang{c n (Φ,Γ)} = n, [ ] ahol C n = Γ ΦΓ... Φ n 1 Γ 2015 23