background image

2013-06-04 

2

2

1

2

2

ln

2

1

1

1

2

)

(

A

A

Ts

s

T

k

s

G

Identyfikacja parametrów członu oscylacyjnego 

T

osc. 

A

A

2

.

.

.

1

2

2

osc

osc

osc

T

T

Analiza częstotliwościowa 

Analiza częstotliwościowa 

Układ liniowy 

)

sin(

)

(

t

A

t

u

we

)

(

)

(

)

(

.

.

t

y

t

y

t

y

wymusz

przejśr

t

j

we

e

A

jw

U

)

(

)

(

)

(

t

j

wy

e

A

jw

Y

)

sin(

)

(

.

t

A

t

y

wy

wymusz

Analiza 

częstotliwościowa  bada  zachowanie  układu  poddanego  działaniu 

sygnałów harmonicznych,  po zaniknięciu procesów przejściowych. 

 

t

sin

A

t

y

wy

t

we

A

wy

A

we

T

wy

T

Odpowiedź na wymuszenie harmoniczne 

Transmitancja widmowa 

Transmitancją  widmową  -  G(jω)  układu  liniowego,  stacjonarnego,  o 
parametrach  skupionych  nazywamy  stosunek 

wartości  zespolonej 

składowej  wymuszonej  odpowiedzi  układu  –  Y(jω),  wywołanej 
wymuszeniem 

harmonicznym, 

do 

wartości  zespolonej  tego 

wymuszenia 

– U(jω) 

)

(

)

(

)

(

j

U

j

Y

j

G

background image

2013-06-04 

 

σ 

jω 

-

-

-

G(jω

n

G(jω

2

G(jω

1

ImG(jω) 

ReG(jω) 

G(jω) 

Transmitancja widmowa 

j

we

wy

t

j

we

j

t

j

wy

t

j

we

t

j

wy

e

A

A

e

A

e

e

A

e

A

e

A

j

U

j

Y

j

G

)

(

)

(

)

(

)

(

j

e

j

G

j

G

)

(

)

(

Transmitancja widmowa 

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

Im

)

(

)

(

Re

)

(

)

(

)

(

)

(

2

2

Q

P

j

G

P

Q

arctg

j

G

Q

j

G

P

jQ

P

j

G

Transmitancja widmowa 

Transmitancja widmowa 

Transmitancją  widmową  -  G(jω)  układu  liniowego,  stacjonarnego,  o 
parametrach skupionych nazywamy stosunek 

wartości zespolonej składowej 

wymuszonej  odpowiedzi 

układu  –  Y(jω),  wywołanej  wymuszeniem 

harmonicznym, do 

wartości zespolonej tego wymuszenia – U(jω) 

 

 

 

j

s

j

s

st

t

j

s

G

j

G

dt

e

f(t)

dt

e

f(t)

f(t)

u(t)

y(t)

j

G

j

U

j

Y

j

G

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

)

(

0

0

F

F

F

Charakterystyki częstotliwościowe 

1. Charakterystyka amplitudowo-fazowa 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Charakterystyka amplitudowa 

3. Charakterystyka fazowa 

Logarytmiczne charakterystyki częstotliwościowe 

1.

Logarytmiczna charakterystyka amplitudowa (modułu) 

2. Logarytmiczna charakterystyka fazowa 

 

 

 

Poziom zero decybeli? 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hendrik Wade Bode 

background image

2013-06-04 

Logarytmiczna charakterystyka amplitudowo-fazowa 

Człony podstawowe dynamiki 

układów liniowych 

1.

Człon proporcjonalny 

2.

Człon inercyjny I. rzędu 

3.

Człon inercyjny II. Rzędu 

4.

Człon oscylacyjny 

5.

Czlon różniczkujący 

6.

Człon różniczkujący rzeczywisty (z inercją) 

7.

Człon całkujący 

8.

Człon całkujący z inercją 

9.

Człon opóźniający 

Człony podstawowe 

Człony podstawowe 

Człon podstawowy dynamiki liniowej 

Członem  podstawowym 

dynamiki 

układów  liniowych,  stacjonarnych  o 

parametrach skupionych nazywamy model matematyczny, 

wspólny dla 

szerokiej  klasy 

układów  dynamicznych  o  różnej  naturze  fizycznej, 

których  zachowanie  z  punktu  widzenia  zależności  sygnału 
wyjściowego  od  sygnału  wejściowego  jest  analogiczne,  cechujący 
się  elementarnymi  własnościami  dynamicznymi,  nie  objętymi  przez 
inne 

człony podstawowe. 

Człon oscylacyjny 

1. Równanie różniczkowe: 

1

)

(

)

(

)

(

2

)

(

1

)

(

)

(

)

(

2

)

(

4

)

(

)

(

)

(

)

(

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

1

2

2

2

2

2

2

1



dla

t

u

k

t

y

dt

t

dy

dt

t

y

d

dla

t

ku

t

y

dt

t

dy

T

dt

t

y

d

T

T

T

dla

t

ku

t

y

dt

t

dy

T

dt

t

y

d

T

n

n

n

background image

2013-06-04 

Człon oscylacyjny 

3. Transmitancja operatorowa: 

1

2

)

(

1

1

2

)

(

4

1

)

(

2

2

2

2

2

2

2

2

1

2

2

2

2

2

1



dla

s

s

k

s

G

dla

Ts

s

T

k

s

G

T

T

dla

s

T

s

T

k

s

G

n

n

n

j

ω

δ

ω

β 

α 

Re(s)=

δ 

j Im(s)=j

ω 

n

i

i

i

i

i

i

n

i

i

i

n

T

T



2

2

2

2

2

2

cos

)

180

cos(

cos

1

T

T

i

i

i

i

i

2

2

2

2

1

1

sin

Para biegunów zespolonych 

T

j

T

s

i

2

1

2

1

j

s

n

i

 
5. Odpowiedź impulsowa 

Człon oscylacyjny 

t

T

e

T

k

t

g

t

T

2

2

1

sin

1

)

(

Człon dwuinercyjny 

5. Charakterystyka impulsowa 

k

T

t

)

(

T

t

Człon oscylacyjny 

 
6. Odpowiedź skokowa 

Człon oscylacyjny 

 
6. Odpowiedź skokowa 

background image

2013-06-04 

Człon oscylacyjny 

7. Transmitancja widmowa 

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

1

2

)

(

)

(

)

(

4

)

1

(

)

(

4

)

1

(

2

)

(

4

)

1

(

)

1

(

)

(

2

)

1

(

1

2

)

(



T

T

arctg

P

Q

arctg

T

T

k

j

G

T

T

T

k

Q

T

T

T

k

P

T

j

T

k

Ts

s

T

k

j

G

jw

s

8. Charakterystyka amplitudowo-fazowa 

Człon oscylacyjny 

2

2

2

2

2

1

)

(

707

,

0

2

1

1

2

)

(

)

(

max

2

1

2

1

arctg

k

j

G

j

G

T

r

r

n

r

Im{G(j

ω)} 

Re{Gj

ω)} 

Q(

ω) 

P(

ω) 

Człon inercyjny drugiego rzędu:   ξ ≥ 1 

Rezonans 

Rezonans 

Rezonans 

Rezonans 

Distance from the Sun (Km):  

 

18,486,000,000 =123 ja  

Distance from the Earth (Km):  

 

18,481,000,000 

Total Distance Traveled Since Launch (Km):  24,929,000,000 

Velocity Relative to Sun  (Km/sec):    

17.041 

Velocity Relative to Earth  (Km/sec):  

25.415 

Round Trip Light Time (hh:mm:ss)    

34:13:48 

 
  
 
 

Voyager 1 
 

background image

2013-06-04 

Deep Space Network (DSN) 

Człon oscylacyjny 

9. Charakterystyki logarytmiczne  

Charakterystyka logarytmiczna modułu 

Charakterystyka logarytmiczna fazy 

T

dla

T

k

Lm

T

T

k

Lm

T

T

k

Lm

1

)

lg(

20

lg

20

)

(

)

4

(

lg

20

lg

20

)

(

4

)

1

(

lg

20

lg

20

)

(

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2



2

2

2

1

2

1

n

r

T

n

n

Człon inercyjny drugiego rzędu (ξ

2

 ≥ 1) 

9. Charakterystyki logarytmiczne  

Człon inercyjny drugiego rzędu (ξ

2

 ≥ 1) 

]

1

[

]

1

[

2

2

1

)

(

)

1

)(

1

(

)

(

1

2

)

(

2

2

2

1

2

1

2

1

2

1

2

2

1

2

1

2

2

1

2

1

2

2

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

T

s

T

T

s

T

T

k

s

T

s

T

k

s

G

Ts

s

T

k

s

G

Przykład