zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Điện - Điện tử

Bài giảng Hệ thống cơ điện tử 1: Chương 4 - TS. Dương Quang Khánh

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:24

Báo xấu

7
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Hệ thống cơ điện tử 1" Chương 4 được biên soạn gồm các nội dung chính sau: phân loại và biểu diễn các tín hiệu; các tín hiệu rời rạc;...Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hệ thống cơ điện tử 1: Chương 4 - TS. Dương Quang Khánh

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT Chương 4 XỬ LÝ TÍN HIỆU 1 Giảng viên: TS. Dương Quang Khánh Bộ môn: Cơ điện tử Năm học: 2018-2019
4.1. PHÂN LOẠI VÀ BIỂU DIỄN CÁC TÍN HIỆU ➢ Tín hiệu: là một hàm (vô hướng) của biến thời gian dưới dạng: x = x(t ), t0  t  t1 t , t : 0 1 hữu hạn hoặc vô hạn 2 Hình 4.1: Phân loại tín hiệu
4.1. PHÂN LOẠI VÀ BIỂU DIỄN CÁC TÍN HIỆU ➢ Tín hiệu tiền định: ▪ Tín hiệu tuần hoàn ▪ Tín hiệu chuyển tiếp ➢ Tín hiệu ngẫu nhiên: ▪ nE (t ) : nhiễu đầu vào ▪ n A (t ) : nhiễu đầu ra ▪ n1 (t ), n2 (t ) : các nhiễu tác động từ bên ngoài vào hệ và thiết bị đo ➢ Tín hiệu đo được là tín hiệu hữu ích cộng với sự xếp chồng của các nhiễu u (t ) = r (t ) + nE (t ) 3 Hình 4.2: Các khả năng xuất hiện các tín hiệu nhiễu
4.1. PHÂN LOẠI VÀ BIỂU DIỄN CÁC TÍN HIỆU ➢ Phương pháp bình phương tối hiểu (Least Square Method LSE) được áp dụng rộng rãi trong các bài toán tối ưu tuyến tính, thiết kế bộ lọc hoặc điều khiển tuyến tính. ➢ Các tín hiệu có thể biểu diễn thông qua miền thời gian hoặc miền tần số thông qua các giá trị tín hiệu đặc trưng và các hàm tín hiệu đặc trưng. Miến thời gian và miền tần số có thể biến đổi lẫn nhau qua biến đổi Fourier hoặc biến đổi Laplace 4 Hình 4.3: Quan hệ giữa các dạng biểu diễn tín hiệu khác nhau
4.1.1 CÁC GIÁ TRỊ TÍN HIỆU ĐẶC TRƯNG VÀ CÁC HÀM TÍN HIỆU ĐẶC TRƯNG Bảng 4.1: Tổng quan về các đại lượng trưng quan trọng của tín hiệu (các giá trị tín hiệu đặc trưng và các hàm tín hiệu đặc trưng) 5
4.1.1 CÁC GIÁ TRỊ TÍN HIỆU ĐẶC TRƯNG VÀ CÁC HÀM TÍN HIỆU ĐẶC TRƯNG Bảng 4.1: Tổng quan về các đại lượng trưng quan trọng của tín hiệu (các giá trị tín hiệu đặc trưng và các hàm tín hiệu đặc trưng) 6
4.1.1 CÁC GIÁ TRỊ TÍN HIỆU ĐẶC TRƯNG VÀ CÁC HÀM TÍN HIỆU ĐẶC TRƯNG t1 1 ➢ Các giá trị trung bình: g (x(t )) =  g (x(t ))dt t1 − t0 t 0 ➢ Tín hiệu bị giới hạn bởi thời gian đo T:  x(t ) khi 0  t  T xT (t ) =   0 miền còn lại t0 = 0, t1 = T ➢ Hàm tự tương quan (AKF) và phổ mật độ công suất rất thích hợp để đánh giá các tín hiệu ngẫu nhiên dừng. 7
4.1.1 CÁC GIÁ TRỊ TÍN HIỆU ĐẶC TRƯNG VÀ CÁC HÀM TÍN HIỆU ĐẶC TRƯNG ➢ Ví dụ 4.1: Các đại lượng đặc trưng của một tín hiệu tuần hoàn 2 Một tín hiệu đầu vào có dạng tuần hoàn x ( t ) = A sin t tác động lên một T khâu truyền (không quán tính) với đường đặc tính bậc 2 y (t ) = x 2 (t ) . Hãy tính toán các đại lượng đặc trưng của tín hiệu đầu ra y(t) theo Bảng 4.1 Lời giải: 8
4.1.1 CÁC GIÁ TRỊ TÍN HIỆU ĐẶC TRƯNG VÀ CÁC HÀM TÍN HIỆU ĐẶC TRƯNG 9
4.1.1 CÁC GIÁ TRỊ TÍN HIỆU ĐẶC TRƯNG VÀ CÁC HÀM TÍN HIỆU ĐẶC TRƯNG  ( ): Hàm xung delta-Dirac 10
4.1.1 CÁC GIÁ TRỊ TÍN HIỆU ĐẶC TRƯNG VÀ CÁC HÀM TÍN HIỆU ĐẶC TRƯNG 11 Hình 4.4: Các đại lượng đặc trưng của tín hiệu
➢ Ví dụ 4.2: AKF và phổ mật độ công suất của một tín hiệu bị nhiễu T0 = 1s k =5 12 Hình 4.5: Tín hiệu và các hàm tín hiệu đặc trưng của tín hiệu không bị nhiễu và bị nhiễu
4.1.2 SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CỬA SỐ THỜI GIAN ĐỐI VỚI PHÉP BIẾN ĐỔI FOURIER ➢ Các cửa sổ thời gian  (t ) được áp dụng để khắc phục hiện tượng sai số ngắt quãng. Sai số này làm sai lệch phổ tần số, đặc biệt làm xuất hiện các dải tần nhiễu trong phổ. Nguyên nhân là do việc việc ngắt quãng tín hiệu và không phụ thuộc vào các thành phần tần số có trong tín hiệu. ➢ Tín hiệu gốc x(t ) được thay bằng tích chập: x ( t ) = x ( t )  ( t ) F x(t ) = X ( j ) F  (t ) = W ( j ) + 1 F x (t ) = X  ( j ) =  X ( j )W ( j − j )d 2 − W ( j − j ) =  ( j − j ) : biến đổi Fourier của x ( t ) và x ( t ) là như nhau ▪  (t ) = 1 khi 0  t   : tín hiệu xấp xỉ và tín hiệu gốc là như nhau ▪ W ( j − j )   ( j − j ) : X ( j ) bị suy giảm và triệt tiêu khi  =  13 → Nguyên nhân làm sai lệch tính toán phổ tần số.
4.1.2 SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC CỬA SỐ THỜI GIAN ĐỐI VỚI PHÉP BIẾN ĐỘI FOURIER ➢ Ví dụ 4.3: Phổ Fourier của một cửa sổ chữ nhật Phổ Fourier của cửa sổ chữ nhật có dạng T T sin 2 = T sin fT 2 W1 ( j ) =  costdt = T T T fT − 2 2 14 Hình 4.6: Phổ Fourier của cửa sổ chữ nhật
1 Bảng 4.2: Các dạng cửa sổ thời gian và  T  2 1 biểu thức Fourier tương ứng  (t ) =    2 (t )dt  2 ~   T −T   2  15
4.1.3 SỰ CHỒNG CHẤT CỦA CÁC TÍN HIỆU Hình 4.7: Các dạng cửa sổ thời gian khác nhau và phổ Fourier tương ứng 16
4.1.3 SỰ CHỒNG CHẤT CỦA CÁC TÍN HIỆU ➢ Sự chồng chất của các tín hiệu được hiểu như là liên kết của N tín hiệu đơn thành một tín hiệu tổng hợp. Dạng đơn giản nhất là chồng chất tuyến tính (dạng cộng xếp chồng): ➢ Liên kết phi tuyến: ➢ Liên kết nhân: Có ý nghĩa quan trọng với các dạng điều biến của tín hiệu: điều biến biên độ, điều biến tần số, điều biến pha 17
4.1.3 SỰ CHỒNG CHẤT CỦA CÁC TÍN HIỆU ➢ Chồng chất tuyến tính trong miền thời gian: : các hệ số của chuỗi : tần số góc quay : các hệ số cản ( dao động tắt dần, dao động tăng dần) : góc pha ban đầu 18 Hình 4.8: Dao động tắt dần và dao động tăng dần
4.1.3 SỰ CHỒNG CHẤT CỦA CÁC TÍN HIỆU ➢ Chồng chất tuyến tính trong miền tần số: x0 i = xi cos i ˆ x0i ( j + 2 i ) + 0i x0i ( j + 2 i ) + 0i X i ( j ) = = 0i = i2 +  i2 2 ( j +  i ) +  02i −  2 + 2 i j 2 2 i 19 Hình 4.9: Chồng chất của các đặc tính biên độ tần số
4.2 CÁC TÍN HIỆU RỜI RẠC ➢ Các tín hiệu rời rạc được lấy mẫu từ các tín hiệu liên tục thông qua bộ biến đổi ADC (Analog-Digital Converter) ➢ Các bước thực hiện: - Rời rạc hóa biến thời gian - Lấy mẫu ➢ Quá trình lấy mẫu có thể được biểu diễn thông qua phép nhân tín hiệu liên tục với một dãy xung tuần hoàn : chu kỳ lấy mẫu 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.