ΜΠΣ ΠΡΑΣΙΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΜΗΜΑ ΗΜ&ΤΥ

Slides:



Advertisements
Παρόμοιες παρουσιάσεις
Πιθανότητες & Τυχαία Σήματα
Advertisements

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΧΩΡΟΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ.
Slide 1 Δίκτυα Τηλεπικοινωνιών ENOTHTA 7 η ΔΙΑΚΙΝΗΣΗ ΤΗΛΕΦΩΝΙΚΩΝ ΚΛΗΣΕΩΝ (ΜΕΡΟΣ Α’) 1. ΘΕΩΡΙΑ ΤΗΣ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΗΣ ΚΙΝΗΣΗΣ  Εκτός από τις τερματικές.
Περιγραφή Σημάτων Συνεχούς Χρόνου
Πιθανότητες & Τυχαία Σήματα Συσχέτιση
ΗΥ430 ΨΗΦΙΑΚΕΣ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ Laplace.
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗ ΚΙΝΗΣΗ
ΤΜΗΥΠ / ΕΕΣΤ1 Μάθημα 8 ο Ανίχνευση Ακμών. ΤΜΗΥΠ / ΕΕΣΤ2 Εισαγωγή (1)  Οι ακμές είναι βασικά χαρακτηριστικά της εικόνας Προς το παρόν δεν υπάρχει ακόμα.
Δισδιάστατα Σήματα και Συστήματα #1
Κ. Μόδη: Γεωστατιστική και Εφαρμογές της (Κεφάλαιο 5) 1 Τυχαία συνάρτηση Μία τυχαία συνάρτηση (ΤΣ) είναι ένας κανόνας με τον οποίο σε κάθε αποτέλεσμα ζ.
Κ. Μόδη: Γεωστατιστική και Εφαρμογές της (Κεφάλαιο 3) 1 Από κοινού κατανομή δύο ΤΜ Στην περίπτωση που υπάρχουν δύο ΤΜ ενδιαφέροντος, η συνάρτηση κατανομής.
Αριθμητικές Μέθοδοι Βελτιστοποίησης Θεωρία & Λογισμικό Τμήμα Πληροφορικής - Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων Ι. Η. Λαγαρής.
Ευστάθεια Συστημάτων Αυτομάτου Ελέγχου:
Κεφάλαιο 7: O Μετασχηματισμός Laplace
Κεφάλαιο 2 Κίνηση σε μία διάσταση
Ευθύγραμμη Ομαλή Κίνηση
ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΠΕΔΙΟΥ ΡΟΗΣ
Κ. Μόδη: Γεωστατιστική και Εφαρμογές της (Κεφάλαιο 4) 1 Από κοινού κατανομή πολλών ΤΜ Ορίζεται ως από κοινού συνάρτηση κατανομής F(x 1, …, x n ) n τυχαίων.
Ανάλυση Σ.Α.Ε στο χώρο κατάστασης
ΧΑΡΑΛΑΜΠΙΔΗΣ ΧΑΡΑΛΑΜΠΟΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΣ
ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ
Ενότητα: Αυτόματος Έλεγχος Συστημάτων Κίνησης
Ενότητα: Συστήματα Ελέγχου Κίνησης
Διάλεξη 14: Εισαγωγή στη ροή ρευστών
Ενότητα 6η: ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΕΙΣ
Μετασχηματισμός Fourier
Μετασχηματισμός Fourier
Π ΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ Δ ΥΤΙΚΗΣ Μ ΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ Θεωρία Σημάτων και Συστημάτων 2013 Μάθημα 3 ο Δ. Γ. Τσαλικάκης.
Σηματα και Συστηματα Χρήστος Μιχαλακέλης, PhD Λέκτορας
ΚΙΝΗΜΑΤΙΚΗ ΤΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σκοπός της κινηματικής είναι η περιγραφή της κίνησης του ρευστού Τα αίτια που δημιούργησαν την κίνηση και η αναζήτηση των.
ΕΜΒΟΛΙΜΗ ΠΑΡΑΔΟΣΗ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ Μερικές βασικές έννοιες διανυσματικού λογισμού.
Σήματα και Συστήματα Σήματα και Συστήματα Διακριτού Χρόνου Μετασχηματισμός Ζ Χαροκόπειο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής και Τηλεματικής Χρήστος Μιχαλακέλης,
Σήματα και Συστήματα ΙΙ Διάλεξη: Εβδομάδα Καθηγητής Πέτρος Γρουμπός Επιμέλεια παρουσίασης: Βασιλική Μπουγά 1.
Ενότητα 2 η Σήματα και Συστήματα. Σήματα Γενικά η πληροφορία αποτυπώνεται και μεταφέρεται με την βοήθεια των σημάτων. Ως σήμα ορίζουμε την οποιαδήποτε.
ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ. ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Ένα σύστημα μπορεί να ορισθεί με τη βοήθεια δυο σημάτων x(1) - είσοδος στο σήμα y( )- έξοδος. Η έννοια.
ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ Ι 7 η Διάλεξη Η ΜΕΘΟΔΟΣ ΤΟΥ ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΟΥ ΤΟΠΟΥ ΡΙΖΩΝ  Ορισμός του γεωμετρικού τόπου ριζών Αποτελεί μια συγκεκριμένη καμπύλη,
Μεταβατική απόκριση ενός συστήματος δεύτερης τάξης Σχήμα 5.7 σελίδα 370.
Κλασσική Μηχανική Ενότητα 7: Η αρχή των δυνατών έργων. Η αρχή του D’ Alembert Βασίλειος Λουκόπουλος, Επίκουρος Καθηγητής Τμήμα Φυσικής.
ΗΛΕΚΤΡΙΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΣΦΑΛΜΑΤΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ.
ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ II Καθ. Πέτρος Π. Γρουμπός Διάλεξη 3η Μετασχηματισμός Fourier.
Κεφάλαιο 5 Συμπεριφορά των ΣΑΕ Πλεονεκτήματα της διαδικασίας σχεδίασης ΣΑΕ κλειστού βρόχου Συμπεριφορά των ΣΑΕ στο πεδίο του χρόνου Απόκριση ΣΑΕ σε διάφορα.
Σήματα και Συστήματα 11 10η διάλεξη. Σήματα και Συστήματα 12 Εισαγωγικά (1) Έστω γραμμικό σύστημα που περιγράφεται από τη σχέση: Αν η είσοδος είναι γραμμικός.
ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ II Καθ. Πέτρος Π. Γρουμπός Διάλεξη 8η Στοχαστικά Σήματα - 1.
ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ II Καθ. Πέτρος Π. Γρουμπός Διάλεξη 4η Δειγματοληψία.
Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου II
Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου ΙΙ
ΜΕΘΟΔΟΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΣΤΟ ΠΕΔΙΟ ΤΗΣ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ
Θεωρία Σημάτων και Συστημάτων 2013
ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ II
Μέθοδος ελαχίστων τετραγώνων – Μεθοδολογία παλινδρόμησης
Μηχανική Ρευστών Ι Ενότητα 7: Θεμελιώδεις αρχές διατήρησης – Μάζα
ΣΗΜΑΤΑ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Θεωρία Σημάτων: ανάλυση στο χρονικό και στο φασματικό πεδίο Θεωρία Γραμμικών Συστημάτων Συνεχής συνέλιξη (Continuous convolution) Διακριτού.
Κλασσική Μηχανική Ενότητα 8: ΟΙ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ LAGRANGE
Η Έννοια της τυχαίας Διαδικασίας
O Θόρυβος στα Συστήματα Τηλεπικοινωνιών
ΣΗΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ II
Η Έννοια της τυχαίας Διαδικασίας
Διάλεξη 2: Περιγραφή αριθμητικών μεθόδων
Ψηφιακός Έλεγχος διάλεξη Παρατηρητές Ψηφιακός Έλεγχος.
Διάλεξη 6: Εξίσωση διάχυσης (συνέχεια)
Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου II
Διαφορικές εξισώσεις τάξης ανώτερης της πρώτης
ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας Τμήμα Λογιστικής & Χρηματοοικονομικής
ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΣΤΕΡΕΟΥ ΣΩΜΑΤΟΣ
Δισδιάστατα Σήματα και Συστήματα #1
Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής Τ.Ε.
Διάλεξη 2: Συστήματα 1ης Τάξης
Σεραφείμ Καραμπογιάς Τι είναι σήμα;
Ορισμός Με τον όρο Χρονοσειρές εννοούμε μια σειρά από παρατηρήσεις που παίρνονται σε ορισμένες χρονικές στιγμές ή περιόδους που ισαπέχουν μεταξύ τους.
Μεταγράφημα παρουσίασης:

ΜΠΣ ΠΡΑΣΙΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΜΗΜΑ ΗΜ&ΤΥ ΜΠΣ ΠΡΑΣΙΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΜΗΜΑ ΗΜ&ΤΥ ΕΥΦΥΗΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Καθηγητής Πέτρος Π. Γρουμπός Εργαστήριο Αυτοματισμού και Ρομποτικής Τμήμα ΗΜ&ΤΥ Πανεπιστήμιο Πατρών Α ΕΞΑΜΗΝΟ 2016-17

ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ ΔΙΑΛΕΞΗ ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ

ΔΙΑΛΕΞΗ – ΚΑΤΑΣΤΑΤΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ Η Έννοια της κατάστασης y(t) h(t) u(t) Θεμελιώδες Θεώρημα Συνέλιξης Όπου η h(t) είναι η κρουστική απόκριση του συστήματος. Η έξοδος y(t) γράφεται: 3

Η είσοδος του συστήματος είναι γνωστή στο διάστημα (to, ∞) Η είσοδος του συστήματος είναι γνωστή στο διάστημα (to, ∞). Από τη (2) η έξοδος του συστήματος y(t) είναι πλήρως γνωστή, μόνο υπό την προϋπόθεση ότι το σύστημα ήταν σε πλήρη ηρεμία τη χρονική στιγμή to   y (t, to) = 0 (3) Δηλαδή η αρχική συνθήκη του συστήματος είναι μηδέν (Μετασχη-ματισμός Laplace). Εάν αυτό δεν ισχύει δεν μπορώ να προσδιορίσω την έξοδο για χρόνο t > to. Χρειαζόμαστε μια επί πλέον πληροφορία, ήτοι το y(t, to) (αρχική συνθήκη του συστήματος). 4

Βασικό μειονέκτημα των τριών πρώτων τρόπων μελέτης του συστήματος, είναι πως περιγράφουν το σύστημα μόνο δια μέσου των συσχετίσεων που υφίστανται ανάμεσα στην είσοδο u(t) και την έξοδο του y(t) χωρίς να εισχωρούν στα ενδότερά του. ΔΕΝ ΜΕΛΕΤΟΥΝ ΤΗΝ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ. Αυτή η αδυναμία έχει ως αποτέλεσμα να οδηγούμεθα αρκετά συχνά σε εσφαλμένα συμπεράσματα όσον αφορά και άλλα χαρακτηριστικά του συστήματος (ελεγξιμότητα, παρατηρησιμότητα , ευστάθεια κ.α). Μπορούμε να μελετήσουμε τα άλλα χαρακτηριστικά ενός δυναμικού συστήματος, εισάγοντας την έννοια του χώρου κατάστασης και καταφεύγοντας στη χρήση ενός συνόλου Ν μεταβλητών – Καταστατικές Μεταβλητές.

ΟΡΙΣΜΟΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ (STATE) H καταστατική μεταβλητή, ή κατάσταση (state) ενός δυναμικού συστήματος, ορίζεται ως το σύνολο της ελάχιστης πληροφορίας τη χρονική στιγμή t0 που πρέπει να είναι γνωστή, η οποία μαζί με τη γνώση της εισόδου u(t) για tt0 . Η κατάσταση (state) συμβολίζεται x(t) 6

Παρατηρήσεις: Η κατάσταση (state) x(t) ενός δυναμικού συστήματος συσσωρεύει όλη την απαραίτητη ιστορία του συστήματος μέχρι και τη χρονική στιγμή t0. Η τιμή της κατάστασης, τη χρονική στιγμή t0 x(t0) είναι ανεξάρτητη από τη συγκεκριμένη πορεία που ακολούθησε το σύστημα για να φθάσει στην τιμή αυτή. Ο ορισμός της καταστατικής μεταβλητής x(t) δεν περιορίζεται σε γραμμικά ή/και χρονικά αμετάβλητα συστήματα. Ένα δυναμικό σύστημα συνήθως έχει παραπάνω από μια κατάσταση (state) x(t). Το σύνολο των μεταβλητών που καθορίζουν την συνολική κατάσταση ενός συστήματος, είναι γνωστές ως μεταβλητές κατάστασης, θεωρούνται ότι αποτελούν τις Ν, συνιστώσες ενός διανύσματος που ορίζεται ως διάνυσμα κατάστασης. Ν είναι η διάσταση του διανύσματος κατάστασης. 7

5. Οι μεταβλητές κατάστασης x(t) μπορεί να είναι ή και να μην είναι μετρήσιμα (με πειραματικό ή πραγματικό τρόπο) μεγέθη, σε αντίθεση με την έξοδο y(t) και την είσοδο u(t) που είναι πάντα μετρήσιμα μεγέθη. 6. Η επιλογή των μεταβλητών κατάστασης, x(t), δεν είναι μονοσήμαντη, αλλά υπάρχουν παραπάνω από ενός τρόπου για να περιγράψουμε ένα δυναμικό σύστημα στο χώρο της κατάστασης, 7. Το σύνολο των αρχικών συνθηκών ενός δυναμικού συστήματος, τη χρονική στιγμή t= t0 είναι γνωστό ως η αρχική κατάσταση του συστήματος, x(t0).

2. Θα πρέπει μα είναι γραμμικά ανεξάρτητες μεταξύ τους. Ανεξάρτητα από τη διαδικασία επιλογής τους, οι μεταβλητές κατάστασης πρέπει να πληρούν δυο βασικές προϋποθέσεις. Το ελάχιστο πλήθος τους θα πρέπει να είναι ίσο με την τάξη της Διαφορικής εξίσωσης που περιγράφει το δυναμικό σύστημα προς μελέτη. 2. Θα πρέπει μα είναι γραμμικά ανεξάρτητες μεταξύ τους. 9

Παράδειγμα 1 Έστω ένα γραμμικό χρονικά αμετάβλητο σύστημα με κρουστική απόκριση  h(t) = e-t s(t) Τη χρονική στιγμή t0 εφαρμόζουμε την είσοδο u(t), t t0. Εάν το σύστημα είναι σε ηρεμία τη χρονική στιγμή t0, τότε η έξοδος δίνεται ως

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ (ΣΥΝΕΧΕΙΑ) Εάν το σύστημα δεν είναι σε ηρεμία, τότε υποθέτουμε ότι κάποια (άγνωστη σε μας) είσοδος u’(t), έφερε το σύστημα στην ενεργειακή του κατάσταση τη στιγμή t0. Τότε ή όπου Η c(t0) είναι μια μεταβλητή κατάστασης του συστήματος. Η γνώση της για οποιαδήποτε χρονική στιγμή t0, σε συνδυασμό με τη γνώση της εισόδου από τη στιγμή αυτή και πέρα, μας πληροφορεί πλήρως για τη συμπεριφορά του συστήματος. 11

Για Γραμμικά Συστήματα ẋ(t) = A(t)x(t) + B(t)u(t) Γενική μορφή των Δυναμικών Καταστατικών εξισώσεων (στο εξής μόνο καταστατικές εξισώσεις) Για Γραμμικά Συστήματα ẋ(t) = A(t)x(t) + B(t)u(t) y(t) = C(t)x(t) + D(t)u(t) όπου x(t): η κατάσταση –Ν-διαστάσεων u(t): η είσοδος – Κ –διαστάσεων y(t): η έξοδος – L – διαστάσεων   12

Η πρώτη εξίσωση είναι γνωστή ως η κατάσταση του συστήματος ενώ δεύτερη ως η εξίσωση εξόδου του. Οι πίνακες που εμφανίζονται στις καταστατικές εξισώσεις χαρακτηρίζονται από τις ακόλουθες ιδιότητες: Ο Α(t) έχει διαστάσεις Ν x N και ονομάζεται πίνακας συστήματος Ο B(t) έχει διαστάσεις Ν x K και ονομάζεται πίνακας εισόδου. Ο C(t) έχει διαστάσεις L x N και ονομάζεται πίνακας μέτρησης. Ο D(t) έχει διαστάσεις L x K και ονομάζεται πίνακας εξόδου (είσοδος) Παρατήρηση: Συνήθως ο πίνακας D είναι μηδέν.

(όπου οι διαστάσεις των μεταβλητών και πινάκων ορίζονται αναλόγως) Για Γραμμικά Χρονικά Αμετάβλητα συστήματα οι καταστατικές εξισώσεις είναι ẋ(t) = Ax(t) + Bu(t) y(t) = Cx(t) + Du(t) όπου οι μεταβλητές x(t), u(t), y(t) και οι πίνακες Α, Β, C και D ορίζονται όπως και στην περίπτωση των γραμμικών αλλά χρονικά μεταβαλλόμενων συστήμάτων Τέλος για SISO (βιβλίο –Θεοδωρίδης) οι καταστατικές εξισώσεις είναι για ΓΧΑ συστήματα. ẋ(t) = Ax(t) + bu(t) y(t) = cTx(t) + du(t)   (όπου οι διαστάσεις των μεταβλητών και πινάκων ορίζονται αναλόγως) Παρατήρηση: Στα SISO συστήματα, το δυναμικό σύστημα διεγείρεται από μια μόνο είσοδο u(t) και παρέχει μια μόνο έξοδο y(t). 14