Материал: lect14_m5_vt_vt_cos_

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Лекция 14.

L x t x t e ptdt x nT e pTnd nT T x nT z n TZ x nT - дискретное преобразование Лапласа (Z -

0 0 n 0

преобразование).

Все свойства, известные из преобразования Лапласа распространяются и на Z -преобразование.

Z epT - оператор сдвига оригинала во времени на T .

Z 1 - запаздывание на T .

L h t H p

Z h nT H z

 

 

 

 

 

 

 

 

nT

 

 

 

 

 

 

T

n

 

 

 

 

 

 

b

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Z

 

h nT

 

Z

 

1

e

 

 

 

T

Z

 

 

bZ an

 

b

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 az 1

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

a e

 

 

1

b T

c C

относительнаяугловая сопряженная частота

Проще записать передаточную функцию, следовательно сделать преобразование H p H z

1

 

1

 

 

k

 

Tk

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 p

p

1

p p

p T

z

1

 

T

1

 

1

 

 

 

1 e 1

 

 

1 e

 

z

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

10.2. Функциональная схема и импульсная характеристика цифрового звена.

Y z X z H z

Y z X z b 1 az 1

Y z aY z z 1 bX z

Z 1 Y z aZ 1 Y z z 1 bZ 1 X z

y nT ay n 1 T bx nT

Получили линейное разностное уравнение с постоянными коэффициентами, ему соответствует линейное дифференциальное уравнение с постоянными коэффициентами, с помощью которых описываются линейные аналоговые системы.

В аналоговом случае нужно было бы решать эти дифференциальные уравнения, в цифровом – можно сразу строить функциональную схему.

b- по знаку совпадают с коэффициентами передаточной функции, a - имеет противоположный знак.

xnT

nTy

b

T

a

Подадим единичное воздействие.

n

x nT

y nT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

1

b T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

0

ab T

 

e T

 

 

 

 

 

2

0

a2b T

 

e 2T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

© Дорошенко Е., Подкопаев И.

3

0

a2b T

 

e 3T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- импульсная характеристика совпадает с импульсной характеристикой аналогового прототипа в продискретизированные моменты времени.

0 1 2 3

10.3. Частотная характеристика цифрового инерционного звена.

H p H i

p i

H z

H

 

ei t

 

 

 

 

 

 

 

ept ei t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H z

 

 

b

 

 

 

bz

b

 

epT

b

ei T

... H i T

 

 

 

 

 

 

 

epT a

ei T a

1 az 1

 

 

 

z a

 

 

A i T

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2acos T a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i t arctg

 

 

asin T

 

 

 

 

 

 

1 acos T

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c 0.5, b 0.5, T 0.5, a 0.606 .

АЧХ:

Y

0.33 0.5

X

A 0 1.264,

A 0.31

Отличие тем меньше, чем меньше cT .

2

© Дорошенко Е., Подкопаев И.

ФЧХ:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fmin T arccosa

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

asin arccosa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fmin T arctg

1 a

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. Цифровые стандартные фильтры m nго порядка.

 

 

 

 

Любая линейная система имеет передаточную функции в виде дробно-линейной функции m nго порядка.

 

b pm ... b

 

 

 

b z0

... b z m

 

 

 

 

 

 

 

 

H p 0

 

m H p 0

m

 

z n

 

 

 

 

 

 

 

 

a

0

pn ... a

n

 

 

1 a z 1 ... a

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для того, чтобы система имела импульсную характеристику, необходимо, чтобы n m.

 

 

 

 

H p m H z m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разобьем H p

на сумму простых дробей:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

kr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r 1

p pr

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Hr p

kr

 

krT

p pr

 

 

1 eprT z 1

Коэффициенты числителя у элементарных дробей, соответствующих комплексным корням – комплексно сопряженные.

Просуммируем пару таких элементарных дробей:

 

f ig

 

f ig

 

T f ig

 

T f ig

...

b bz 1

 

 

, где b0 2 fT ,

b1 2e xT fT cos yT gT sin yT ,

 

 

 

 

 

0

1

 

 

 

x iy

x iy

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 e x iy T z 1

1 e x iy T z 1

 

1 a1z

1 a2z

2

 

 

a 2exT cos yT , a

2

e2xT .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пара элементарных функций, соответствующих комплексно сопряженным корням образуют цифровой фильтр второго порядка. Таким образом, среди фильтров – только фильтры первого и второго порядка.

3

© Дорошенко Е., Подкопаев И.

Источник: https://studfile.net/preview/16493561/