järjestelmät Diskreettiaikaiset järjestelmät aikatason analyysi DEE Lineaariset järjestelmät Risto Mikkonen

Samankaltaiset tiedostot
järjestelmät Luku 2 Diskreettiaikaiset järjestelmät - aikataso DEE Lineaariset järjestelmät Risto Mikkonen

Luento 2 / 12. SMG-1200 Piirianalyysi II Risto Mikkonen

DEE Lineaariset järjestelmät Harjoitus 2, ratkaisuehdotukset. Johdanto differenssiyhtälöiden ratkaisemiseen

Ennen kuin mennään varsinaisesti tämän harjoituksen asioihin, otetaan aluksi yksi merkintätekninen juttu. Tarkastellaan differenssiyhtälöä

järjestelmät Luento 4

Luento 2. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

Luento 2. SMG-2100 Sähkötekniikka Risto Mikkonen

Passiiviset piirikomponentit. 1 DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

järjestelmät Luku 1 Johdanto; termit ja käsitteet 1 DEE Lineaariset järjestelmät Risto Mikkonen

± r = 1e 2 2 ±

DEE Lineaariset järjestelmät Harjoitus 5, harjoitustenpitäjille tarkoitetut ratkaisuehdotukset

Luento 2. 1 DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

Kun annettu differenssiyhtälö z-muunnetaan puolittain, saadaan: 1 1 z Y z zy z z/4 4

järjestelmät Luento 8

Luku 1: Järjestelmien lineaarisuus, differenssiyhtälöt, differentiaaliyhtälöt

Johdanto, suprajohtavat materiaalit. DEE Suprajohtavuus

Järjestelmän kuvaus aikatasossa

Luku 1: Järjestelmien lineaarisuus, differenssiyhtälöt, differentiaaliyhtälöt

J1 (II.6.9) J2 (X.5.5) MATRIISILASKENTA(TFM) MALLIT AV 6

sähköverkossa Yksikön toiminta, suprajohtavat materiaalit Suprajohtavuus sähköverkossa Risto Mikkonen

Projekti 5 Systeemifunktiot ja kaksiportit. Kukin ryhmistä tarkastelee piiriä eri taajuuksilla. Ryhmäni taajuus on

sähköverkossa Suprajohtavan käämin suunnitteluperiaatteita eri käämigeometriat (Cont,) 1 Suprajohtavuus sähköverkossa Risto Mikkonen

Kun järjestelmää kuvataan operaattorilla T, sisäänmenoa muuttujalla u ja ulostuloa muuttujalla y, voidaan kirjoittaa. y T u.

Yleisimmät käämigeometriat. 1 DEE Suprajohtavuus Risto Mikkonen

[ ] [ 2 [ ] [ ] ( ) [ ] Tehtävä 1. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2( ) = 1. E v k 1( ) R E[ v k v k ] E e k e k e k e k. e k e k e k e k.

2 Taylor-polynomit ja -sarjat

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 18: Yhden vapausasteen pakkovärähtely, transienttikuormituksia

VÄRÄHTELYMEKANIIKKA SESSIO 19: Usean vapausasteen systeemin liikeyhtälöiden johto Newtonin lakia käyttäen

4 Korkeamman kertaluvun lineaariset differentiaaliyhtälöt

Matematiikan tukikurssi

Projekti 5 Systeemifunktiot ja kaksiportit. Kukin ryhmistä tarkastelee piiriä eri taajuuksilla. Ryhmäni taajuus on

3 Toisen kertaluvun lineaariset differentiaaliyhtälöt

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

KJR-C2002 Kontinuumimekaniikan perusteet, viikko 45/2017

DEE Suprajohtavuus

Tehtävä 3. Määrää seuraavien jonojen raja-arvot 1.

Ylioppilastutkintolautakunta S tudentexamensnämnden

Hanoin tornit. Merkitään a n :llä pienintä tarvittavaa määrää siirtoja n:lle kiekolle. Tietysti a 1 = 1. Helposti nähdään myös, että a 2 = 3:

Matematiikka B3 - Avoin yliopisto

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa I

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

2. kl:n DY:t. Lause. Yleisesti yhtälöllä ẍ = f(ẋ, x, t) on (sopivin oletuksin) aina olemassa 1-käs. ratkaisu. (ẋ dx/dt, ẍ d 2 x/dt 2.

DISKREETIN MATEMATIIKAN SOVELLUKSIA: KANAVA-EKVALISOINTI TIEDONSIIRROSSA. Taustaa

(a) Järjestellään yhtälöitä siten, että vasemmalle puolelle jää vain y i ja oikealle puolelle muut

RATKAISUT: 21. Induktio

MATLAB Ohjelmointi Osa 1. Timo Mäkelä

Matemaattinen Analyysi

HARMONINEN VÄRÄHTELIJÄ

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 1. viikolle /

Riemannin sarjateoreema

Luento 6. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

MS-A010{3,4,5} (ELEC*, ENG*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 11: Lineaarinen differentiaaliyhtälö

Perustehtäviä. Sarjateorian tehtävät 10. syyskuuta 2005 sivu 1 / 24

H(s) + + _. Ymit(s) Laplace-tason esitykseksi on saatu (katso jälleen kalvot):

5 DIFFERENTIAALIYHTÄLÖRYHMÄT

Matemaattinen Analyysi

3 TOISEN KERTALUVUN LINEAARISET DY:T

5 Differentiaaliyhtälöryhmät

Talousmatematiikan verkkokurssi. Koronkorkolaskut

4 Korkeamman kertaluvun differentiaaliyhtälöt

S Piirianalyysi 2 1. Välikoe

Nb 3 Sn (niobitina): - LTS-materiaali - suprajohtavat Nb 3 Sn-säikeet upotettuina pronssimatriisiin - keskellä diffuusiosuoja ja stabiloiva kupari

Olkoot X ja Y riippumattomia satunnaismuuttujia, joiden odotusarvot, varianssit ja kovarianssi ovat

Insinöörimatematiikka D

Aktiiviset piirikomponentit. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

Ensimmäisen ja toisen kertaluvun differentiaaliyhtälöistä

1. YKSISUUNTAINEN VARIANSSIANALYYSI: AINEISTON ESITYSMUODOT

z muunnos ja sen soveltaminen LTI järjestelmien analysointiin

Miehitysluvuille voidaan kirjoittaa Maxwell Boltzmann jakauman mukaan. saamme miehityslukujen summan muodossa

V. POTENSSISARJAT. V.1. Abelin lause ja potenssisarjan suppenemisväli. a k (x x 0 ) k M

Johdatus lukuteoriaan Harjoitus 1 syksy 2008 Eemeli Blåsten. Ratkaisuehdotelma

Molekulaarisuus = reagoivien molekyylien lkm Stoikiometria = tasapainotetun reaktioyhtälön lkm (ainetase)

ELEMENTTIMENETELMÄN PERUSTEET SESSIO 12: Tasokehän palkkielementti, osa 2.

2.8 Mallintaminen ensimmäisen asteen polynomifunktion avulla

JOHDATUS LUKUTEORIAAN (syksy 2017) HARJOITUS 1, MALLIRATKAISUT

b 4i j k ovat yhdensuuntaiset.

Insinöörimatematiikka D

Silmukkavirta- ja solmupistemenetelmä. 1 DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

Ominaisarvot ja ominaisvektorit 140 / 170

Digitaalinen Signaalinkäsittely T0125 Luento

Todennäköisyysjakaumat 1/5 Sisältö ESITIEDOT: todennäköisyyslaskenta, määrätty integraali

5. Z-muunnos ja lineaariset diskreetit systeemit. z n = z

Insinöörimatematiikka D

Dynaamisten systeemien teoriaa. Systeemianalyysilaboratorio II

9. Lineaaristen differentiaaliyhtälöiden ratkaisuavaruuksista

BM20A0900, Matematiikka KoTiB3

SYMBOLIVIRHETODENNÄKÖISYYDESTÄ BITTIVIRHETODENNÄKÖISYYTEEN

y (0) = 0 y h (x) = C 1 e 2x +C 2 e x e10x e 3 e8x dx + e x 1 3 e9x dx = e 2x 1 3 e8x 1 8 = 1 24 e10x 1 27 e10x = e 10x e10x

termit on luontevaa kirjoittaa summamuodossa. Tällöin päädymme lukusarjojen teoriaan: a k = s.

Tehtävä 2 Todista luennoilla annettu kaava: jos lukujen n ja m alkulukuesitykset. ja m = k=1

2.2.1 Ratkaiseminen arvausta sovittamalla

Johdatus diskreettiin matematiikkaan Harjoitus 5, Ratkaise rekursioyhtälö

3 x ja 4. A2. Mikä on sen ympyräsektorin säde, jonka ympärysmitta on 12 ja pinta-ala mahdollisimman

1. Harjoituskoe. Harjoituskokeet. 1. a) Valitaan suorilta kaksi pistettä ja määritetään yhtälöt. Suora s: (x 1, y 1 ) = (0, 2) (x 2, y 2 ) = (1, 2)

1. Olkoot f ja g reaalifunktioita. Mitä voidaan sanoa yhdistetystä funktiosta g f, jos a) f tai g on rajoitettu? b) f tai g on jaksollinen?

Missä mennään. systeemi. identifiointi. mallikandidaatti. validointi. malli. (fysikaalinen) mallintaminen. mallin mallin käyttötarkoitus, reunaehdot

1. Kuinka monta erilaista tapaa on 10 hengen seurueella istuutua pyöreän pöydän ympärille?

Estimointi Laajennettu Kalman-suodin. AS , Automaation signaalinkäsittelymenetelmät Laskuharjoitus 4

4. Ensimmäisen ja toisen kertaluvun differentiaaliyhtälöistä

Säätötekniikan matematiikan verkkokurssi, Matlab tehtäviä ja vastauksia

Transkriptio:

DEE- Lineaariset järjestelmät Disreettiaiaiset järjestelmät aiatason analsi DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Disreettiaiaiset järjestelmät 7 3 5 Lineaaristen, vaioertoimisten differenssihtälöiden suora rataiseminen. Impulssivasteen hödntäminen Tilamuuttujaesitsen muodostaminen DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Ysinertainen esimeri Sisäänmeno u =, Aluehto - = Ulostulo =? 3 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Lineaariset, vaioertoimiset differenssihtälöt b b... b n n u n:nen ertaluvun vaioertoiminen, lineaarinen differenssihtälö. Jos sisäänmeno u =, htälö on homogeeninen, muutoin epähomogeeninen. Epähomogeenisen htälön rataisu on ahden osarataisun summa (h) ( h) ( p) rite = r arateristinen htälö (KY) 4 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Karateristinen htälö (KY) r n b r... b n n.. Ysinertainen reaalijuuri r i i C r m-ertainen reaalijuuri r i i C r C r C r... i i i 3 i C m m r i 3. Komplesinen juuripari a±jb i C a jb C a jb 5 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

REVIEW QUESTION Veroa uvaa. ertaluvun differenssihtälö Miäli 5 = /6, ono vaio A) B) C) 3 D) 4 6 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Esimeri Veroa uvaa. ertaluvun differenssihtälöpari u 7u u 4 Mitä raja-arvoa sisäänmenon ja ulostulon suhde lähenee, un disreetti muuttuja rajatta asvaa, ts. lim u? 7 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Epähomogeenisen htälön sitisrataisu Perustuu viime ädessä ritsen ja erehdsen menetelmään. Usein sitisrataisu samaa muotoa, uin epähomogeeninen termi. Epähomogeeninen osa Yrite, vaio ()= D, vaio, vaio () = D cos ( ), sin ( ) () = D cos ( ) + D sin ( ) :n m:n asteen polnomi P() () = D m + D m- + + D m 8 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Esimeri Oheisessa piirissä lähdevirta J muuttuu seunnin välein htälön J.8 J.8J. muaisesti. Määritä uormavastusen R L virta ajanhetellä 3 s, un R s = ja R L =. Lähdevirran aluarvot ovat J = A ja J =.8 A. 9 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Esimeri Fissioreatiossa neutroni indusoituu 35 U:iin, jolloin snt 36 U, miä hajoaa bariumisi ja rptonisi. Joa :ssa reatiossa menetetään neutronia. Hallitsematon tilanne snt, miäli :nnen reation jäleen neutronien määrä on suurempi uin 4 765. Ono tilanne hallittu? DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Case - Fuusio DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

5 MW:n fuusioreatori ITER DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Superconductivit No resistivit! = T < T c No magnetic B = in sc. induction! material Meissner effect 3 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Kaupalliset suprajohteet LTS B NbTi Nb 3 Sn HTS T Bi- Bi-3 YBCO J MTS Kriittiset suureet MgB 4 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen T c ~ K T c ~ 8 K T c ~ 85 K T c ~ K T c ~ 9 K T c ~ 4 K

NbTi-johtimen poiileiaus 5 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Suprajohtavuuden energiasovellutuset Superconductivit & Energ Applications Enabling Technolog Replacing Technolog Pre - commercial stage SMES Fusion LTS technolog & HTS technolog Current limiter Flwheel Power transmission Transformer Mainl HTS technolog Electric machiner SMES LTS technolog 6 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Suprajohtavuuden magneettisovelluset 7 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Magnetic Resonance Imaging (MRI).5 T Superconducting magnets W at 4 K Non-magnetic regenerators >7 4 K crocoolers since 995 Cumulative number of MRI superconducting magnets sold Tumor 8 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Disreetti siöimpulssi,, Kun järjestelmän sisäänmeno on { saadaan ssteemin ulostulosi ns. impulssivaste {h }. Mitä tahansa sisäänmenoa vastaten, ulostulo on määritettävissä seisen sisäänmenon ja impulssivasteen onvoluutiosummana. 9 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Konvoluutiosumma Veron ulostulo Kun Jolloin siis j j j h u j h j u j j,, j j j h u.... jne h u h u h u h u h u h u Siis DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Konvoluutiosumma - tauluomenetelmä Veron sisäänmeno on luujono {u } = {,, 3, } ja impulssivaste luujono {h } = {,,, 3, }. Määritä veron ulostulo. h / u 3 3 h / u 3 3 3 3 3 6 6 9 3 4 4 6 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Konvoluutio - tauluomenetelmä h /u 3 3 3 3 3 6 6 9 3 4 4 6,3, 7,3,4,4,9, DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Esimeri Lineaarisen, aiainvariantin prosessin sisäänmeno {, -3, } on aiheuttanut ulostulon {, -. -4, 4}. Prosessiin sötetään uusi sisäänmeno {a, a, a }, jolloin uusi mitattu ulostulo on {, 4, 7, 6}. 3 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

REVIEW QUESTION 3 Lineaarista, aiainvarianttia disreettiaiaista veroa uvaa oheinen lohoaavio. Ono ssteemi esplisiittinen vai implisiittinen? Määritä veron impulssivaste ja sitä ättäen ulostulo, un sisäänmenona on luujono {,, 3,, }. 4 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Impulssivasteen etsiminen Lähtöhtälö b... Yhtälön rataisu on h jos sisäänmeno u =. Kosa =, un >, impulssivaste h saadaan homogeenisen differenssihtälön rataisusta. b n n u Siis h C C... Cn i missä määrät arateristisen htälön juuresta. Kausaaliselle järjestelmälle h =, un <. Aluehdot h h jne. b b h h...... b b n n h h n n n b 5 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Esimeri Määritä oheisen järjestelmän impulssivaste seä ssteemin ulostulo, miäli sisäänmeno on u, 6 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Tilamuuttujaesits Veron ns. tilamuuttujien avulla ssteemin on uvattavissa ensimmäisen ertaluvun differenssihtälöillä. Veron stabiilisuussmset ja mahdolliset taaisintennät on hahmotettavissa tilamuuttujaesitsen avulla. 7 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Tilamuuttujaesits (Cont.) x ( ) A x ( ) Bu ( ) ( ) C x ( ) Du ( ) 8 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Esimeri Muodosta tilamuuttujaesits disreettiaiaiselle järjestelmälle, jota uvaa differenssihtälö 3u.5.5.5 3 9 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Tilamuuttujaesitsen rataisu ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( D u C x B A x x ) ( ) ( () ) ( ) ( () ) ( Du m Bu C A x C A m Bu A x A x m m m m 3 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Stabiilisuus Tilamatriisin A ominaisarvot araterisoivat ssteemin stabiilisuutta. Ssteemi on ilman ohjausta stabiili, joss i Harjoitus: Verifioi llä esitett stabiilisuusehto. 3 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Esimeri Muodosta oheista lohoaaviota uvaavan disreettiaiaisen järjestelmän tilamuuttujaesits. Ono ssteemi ilman ohjausta stabiili? Mitä raja-arvoa ssteemin ulostulo () lähest, un ja sisäänmeno u() = 3,. 3 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen

Luu - hteenveto Disreettiaiaista järjestelmää uvaa seuraava toisen ertaluvun differenssihtälö 3 4 u 3 cos Määritä ulostulo 3 olmella eri tavalla (suoraan, impulssivaste, tilamuuttujaesits) 33 DEE- Lineaariset järjestelmät Risto Mionen