Tài liệu Bài thuyết trình: Khái niệm Tín Hiệu và Hệ Thống doc

Danh sách t 7ổ Danh sách t 7ổ  1-Nguyễn thị Thi 1-Nguyễn thị Thi  2-Nguyễn văn Thịnh 2-Nguyễn văn Thịnh  3-Trần ngọc Thùy 3-Trần ngọc Thùy  4-Phan sinh Thái 4-Phan sinh Thái  5-Phan xuân Thiện 5-Phan xuân Thiện  6-Bùi xuân Trung 6-Bùi xuân Trung Khái ni mệ Khái ni mệ Tín Hi u và H Th ngệ ệ ố Tín Hi u và H Th ngệ ệ ố  I: Định nghĩa tín hiệu và hệ thống I: Định nghĩa tín hiệu và hệ thống  II: Các đặc trưng của tín hiệu và phân loại II: Các đặc trưng của tín hiệu và phân loại tín hiệu tín hiệu  III: Các đặc trưng của hệ thống và phân III: Các đặc trưng của hệ thống và phân loại hệ thống loại hệ thống  IV: Biểu diễn cấu trúc và ghép nối hệ IV: Biểu diễn cấu trúc và ghép nối hệ thống thống I: Đ nh nghĩa tín hi u và h ị ệ ệ I: Đ nh nghĩa tín hi u và h ị ệ ệ th ngố th ngố  I.1: Khái niệm I.1: Khái niệm + Về mặ vật lý: + Về mặ vật lý:  -tín hiệu( -tín hiệu( signal) signal) dùng để chỉ một đại dùng để chỉ một đại lượng vật lý mang tin tức lượng vật lý mang tin tức  EX: EX: -Tín hiệu âm thanh, tiếng nói là sự thay đổi áp -Tín hiệu âm thanh, tiếng nói là sự thay đổi áp suất không khí theo thời gian suất không khí theo thời gian - - Tín hiệu hình ảnh là hàm độ sáng theo 2 biến Tín hiệu hình ảnh là hàm độ sáng theo 2 biến không gian và thời gian không gian và thời gian - Tín hiệu điện là sự thay đổi điện áp, dòng điện - Tín hiệu điện là sự thay đổi điện áp, dòng điện theo thời gian theo thời gian I: Đ nh nghĩa tín hi u và h ị ệ ệ I: Đ nh nghĩa tín hi u và h ị ệ ệ th ngố th ngố về mặt toán học: về mặt toán học:  - - tín hiệu như là một hàm theo biến thời gian, tín hiệu như là một hàm theo biến thời gian, không gian hay các biến độc lập khác. không gian hay các biến độc lập khác.  -EX: -EX:  x x ( ( t t ) = 20 ) = 20 t t 2 2 mô tả tín hiệu biến thiên theo biến mô tả tín hiệu biến thiên theo biến thời gian thời gian  s s ( ( x x , , y y ) = 3 ) = 3 x x + 5 + 5 xy xy + + y y 2 mô tả tín hiệu là hàm 2 mô tả tín hiệu là hàm theo hai biến độc lập x và y, trong đó x và y theo hai biến độc lập x và y, trong đó x và y biểu diễn cho hai tọa độ không gian trong biểu diễn cho hai tọa độ không gian trong mặt phẳng mặt phẳng I.2:H th ngệ ố I.2:H th ngệ ố  Hệ thống :Như vậy hệ thống điều Hệ thống :Như vậy hệ thống điều khiển được hiểu là một tập hợp sắp khiển được hiểu là một tập hợp sắp xếp trật tự các phần tử vật lý theo xếp trật tự các phần tử vật lý theo một thể, để nó có thể tự điều chỉnh, một thể, để nó có thể tự điều chỉnh, định hướng và thực thi tác vụ cho định hướng và thực thi tác vụ cho riêng bản thân nó hoặc cho các hệ riêng bản thân nó hoặc cho các hệ thống khác. Ta có thể hiểu hệ thống thống khác. Ta có thể hiểu hệ thống là mối liên hệ giữa các thành phần là mối liên hệ giữa các thành phần của nó cũng như mối liên hệ giữa nó của nó cũng như mối liên hệ giữa nó với các hệ thống khác trao đổi thông với các hệ thống khác trao đổi thông tin. tin. I.2:H th ngệ ố I.2:H th ngệ ố  H H ệ thống một tín hiệu vào và một tín ệ thống một tín hiệu vào và một tín hiệu ra hiệu ra : : hệ đơn tín hiệu (single input hệ đơn tín hiệu (single input single output system, gọi tắt là hệ single output system, gọi tắt là hệ đơn) đơn) . .  H H ệ ệ thống nhiều tín hiệu vào nhiều tín thống nhiều tín hiệu vào nhiều tín hiệu ra hiệu ra : : hệ thống đa tín hiệu vào đa hệ thống đa tín hiệu vào đa tín hiệu ra, tín hiệu ra, gọi tắt là hệ đa tín hiệu gọi tắt là hệ đa tín hiệu hoặc hệ MIMO (multi-input multi- hoặc hệ MIMO (multi-input multi- output system, gọi tắt là output system, gọi tắt là hệ đa). hệ đa). II: Các đ c tr ng c a tín ặ ư ủ II: Các đ c tr ng c a tín ặ ư ủ hi u và phân lo iệ ạ hi u và phân lo iệ ạ II.1: Các đ c tr ng c a tín ặ ư ủ II.1: Các đ c tr ng c a tín ặ ư ủ hi u ệ hi u ệ  đặc trưng vật lý quan trọng của tín hiệu là đặc trưng vật lý quan trọng của tín hiệu là hàm mật độ phổ biên độ phức S(W) Với tín hàm mật độ phổ biên độ phức S(W) Với tín hiệu s(t) khả tích tuyệt đối, ta có cặp biến hiệu s(t) khả tích tuyệt đối, ta có cặp biến đổi Fourier sau: đổi Fourier sau: II.1: Các đ c tr ng c a tín ặ ư ủ II.1: Các đ c tr ng c a tín ặ ư ủ hi uệ hi uệ  Thời gian của tín hiệu: Là khoảng thời Thời gian của tín hiệu: Là khoảng thời gian tồn tại của tín hiệu gian tồn tại của tín hiệu  Bề rộng của tín hiệu: Đây là miền xác Bề rộng của tín hiệu: Đây là miền xác định bởi tần số khác không cao nhất của định bởi tần số khác không cao nhất của tín hiệu. tín hiệu.  Năng lượng của tín hiệu: có thể tính theo Năng lượng của tín hiệu: có thể tính theo miền thời gian hay miền tần số. miền thời gian hay miền tần số.  Công suất của tín hiệu (P) Công suất của tín hiệu (P) [...]...II.2: Phân loại tín hiệu Có nhiều cách để phân loại tín hiệu, dưới đây là cách phân chia theo thuộc tính II.2: Phân loại tín hiệu  Tín hiệu liên tục  Tín hiệu tương tự  Tín hiệu lượng tử hóa  Tín hiệu rời rạc  Tín hiệu lấy mẫu  Tín hiệu số S ơ đồ Tín hiệu rời rạc  Là tín hiệu chỉ xác định trên một tập rời rạc của thời gian (một tập những thời điểm rời rạc)  Dưới dạng toán học, tín hiệu rời rạc... quan hệ giữa ngõ vào và ngõ ra để đạt được mức chính xác mong muốn cho hệ thống  - Hệ thống thường không gặp sự cố bất ổn định (instability), điều này sẽ được trình bày trong các chương sau III.2: Phân loại hệ thống  Hệ thống điều khiển vòng kín(closed loop)  Hệ thống điều khiển vòng kín là hệ thống có tác động điều khiển phụ thuộc vào tín hiệu ngõ ra Hệ thống điều khiển vòng kín còn được gọi là hệ. .. là hệ thống điều khiển hồi tiếp (feedback control systems) III.2: Phân loại hệ thống  Phân loại theo cách thức vận hành  Hệ thống cơ học (mechanical systems)  Hệ thống thủy lực học (hydraulic systems)  Hệ thống hơi(pneumatic systems)  Hệ thống điện điện tử (electric and electronic systems) III.2: Phân loại hệ thống  Phân loại theo tín hiệu  Hệ thống điều khiển tín hiệu liên tục  Hệ thống điều... biến đổi dãy vào thành dãy ra  Đối với các hệ thống tuyến tính toán tử phải thoả mãn nguyên lý xếp chồng III.1: Các đặc trưng của hệ thống  Đáp ứng xung h(n) đặc trưng hoàn toàn cho hệ thống tuyến tính bất biến  Phương trình sai phân tuyến tính hệ số hằng đặc trưng cho hệ thống không đệ qui(bậc N=0) và hệ thống đệ qui (N>0;đáp ứng xung có chiều dài vô hạn) III.2: Phân loại hệ thống  Hệ thống điều... gian  Tín hiệu số là tín hiệu đã được lấy mẫu và lượng tử hóa Quá trình lấy mẫu Định lý lấy mẫu xác định điều kiện để một tập mẫu có thể cho phép khôi phục lại chính xác tín hiệu trước khi lấy mẫu Tần số lấy mẫu càng cao thì dạng của tín hiệu càng cókhả năng khôi phục thời gian cho phép III: Các đặc trưng của hệ thống & phân loại hệ thống III.1: Các đặc trưng của hệ thống  Một hệ thống tuyến tính đặc...  Hệ thống điều khiển tín hiệu số III.2: Phân loại hệ thống  Hệ thống tuyến tính : Là hệ thống được miêu tả bằng hệ phương trình vi phân/sai phân tuyến tính  Hệ thống phi tuyến : Là hệ thống được miêu tả bằng hệ phương trình vi phân/sai phân phi tuyến IV: M ột s ố c ấu truc ghép n ối c ủa h ệ th ống  Cấu trúc tổng quát IV: M ột s ố c ấu truc ghép n ối c ủa h ệ th ống  Hệ thống điều khiển hồi tiếp... phức) Tín hi ệu liên t ục  Tín hiệu liên tục (về mặt thời gian) là tín hiệu mang giá tar thực (hoặc phức)  xác định với mọi thời điểm trong một khoảng thời gian, trường hợp phổ biến nhất là một khoảng thời gian vô hạn  Tín hiệu liên tục với thời gian rời rạc(hình a Tín hiệu liên tục với thời gian liên tục(hình b) Xét tr ường h ợp tín hi ệu là hàm c ủa bi ến th ời gian Tín hiệu tương tự là tín hiệu. .. IV: M ột s ố c ấu truc ghép n ối c ủa h ệ th ống  Cấu trúc tổng quát IV: M ột s ố c ấu truc ghép n ối c ủa h ệ th ống  Hệ thống điều khiển hồi tiếp IV: M ột s ố c ấu truc ghép n ối c ủa h ệ th ống  Hệ thống điều khiển từ xa qua internet . ra : : hệ thống đa tín hiệu vào đa hệ thống đa tín hiệu vào đa tín hiệu ra, tín hiệu ra, gọi tắt là hệ đa tín hiệu gọi tắt là hệ đa tín hiệu hoặc hệ MIMO. thống một tín hiệu vào và một tín ệ thống một tín hiệu vào và một tín hiệu ra hiệu ra : : hệ đơn tín hiệu (single input hệ đơn tín hiệu (single input single