Реферат Курсовая Конспект
Структурные схемы систем [5,20]. - раздел Математика, Стационарные линейные системы Структурные Схемы. Алгоритмы Обработки Сигналов В...
|
Структурные схемы. Алгоритмы обработки сигналов в системах наглядно отображаются в виде структурных схем. Базовые элементы схем и примеры построения структурных схем приводились ранее на рис. 11.1.1-3. Как правило, структурные схемы соответствуют программной реализации систем и будут рассматриваться ниже применительно к цифровым системам, но не определяет аппаратной реализации в специальных радиотехнических устройствах, которая может существенно отличаться от программной реализации, особенно для аналоговых систем.
Рис. 11.6.1. Структурная схема и граф системы. |
Графы систем. Наряду со структурной схемой система может быть представлена в виде графа, который отображает диаграмму прохождения сигналов и состоит из направленных ветвей и узлов.
Пример структурной схемы системы с передаточной функцией H(z) = (1+b1z)/(1+a1z) и графа, ей соответствующего, приведен на рисунке 11.6.1. С каждым i узлом графа связано значение сигнала xi(k) или его образа Xi(z), которые определяются суммой всех сигналов или их z-образов входящих в узел ветвей. В каждой ij - ветви (из узла i в узел j) происходит преобразование сигнала в соответствии с передаточной функцией ветви, например, задержка сигнала или умножение на коэффициент.
Соединения систем. Различают следующие соединения систем (рис. 11.6.2-4).
Рис. 11.6.2. |
1. Последовательное соединение. Выходной сигнал предшествующей системы является входным для последующей. Эквивалентная передаточная функция общей системы равна произведению передаточных функций систем, в нее входящих:
H(z) = H1(z)×H2(z)×...×HN(z).
Рис. 11.6.3. |
2. Параллельное соединение. Сигнал подается на входы всех параллельно соединенных систем одновременно, выходные сигналы систем суммируются. Эквивалентная передаточная функция общей системы равна сумме передаточных функций систем, в нее входящих:
H(z) = H1(z)+H2(z)+...+HN(z).
Рис. 11.6.4. |
3. Соединение обратной связи. Выходной сигнал первой системы подается на выход системы и одновременно на вход системы обратной связи, выходной сигнал которой суммируется, со знаком плюс или минус в зависимости от вида связи (отрицательной или положительной), с входным сигналом первой системы. Эквивалентная передаточная функция общей системы: H(z) = H1(z)/(1±H1(z)H2(z)).
Схемы реализации систем.По принципам структурной реализации систем различают следующие схемы:
Рис. 11.6.5. |
1. Прямая форма. Реализуется непосредственно по разностному уравнению
yk =bnxk-n -amyk-m,
или по передаточной функции
H(z) =bnzn /(1+amzm).
Пример прямой системы приведен на рис. 11.6.5.
2. Прямая каноническая форма содержит минимальное число элементов задержки. Передаточную функцию РЦС можно представить в виде:
H(z) = Y(z)/X(z) = H1(z)H2(z),
H1(z) = V(z)/X(z) = 1/(1+amzm), H2(z) = Y(z)/V(z) =bnzn.
Отсюда:
v(k) = x(k) -amv(k-m), (11.6.1)
Рис. 11.6.6. |
y(k) =bnv(k-n). (11.6.2)
В разностных уравнениях (11.6.1-2) осуществляется только задержка сигналов v(k). Граф реализации РЦС приведен на рисунке 11.6.6.
3. Каскадная (последовательная) форма. Соответствует представлению передаточной функции в виде произведения:
H(z) =Hi(z).
Hi(z) - составляющие функции типа (1-riz)/(1-piz) при представлении H(z) в факторизованной форме, где ri и pi- нули и полюсы функции H(z). В качестве функций Hi(z) обычно используются передаточные функции биквадратных блоков - фильтров второго порядка:
Hi(z) = (b0i+b1i×z+b2i×z2)/(1+a1i×z+a2i×z2).
4. Параллельная форма. Используется много реже и соответствует представлению передаточной функции в виде суммы биквадратных блоков или более простых функций.
Рис. 11.6.7. |
Обращенные формы.В теории линейных сигнальных графов существуют процедуры преобразования исходных графов с сохранением передаточных функций. Одна из таких процедур - обращение графов, которое выполняется путем изменения направления всех ветвей цепи, при этом вход и выход графа также меняются местами. Для ряда систем такая транспозиция позволяет реализовать более эффективные алгоритмы обработки данных. Пример обращения графа прямой канонической формы рекурсивной системы (с перестроением на расположение входа с левой стороны) приведен на рис. 11.6.7.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
На сайте allrefs.net читайте: "Стационарные линейные системы"
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Структурные схемы систем [5,20].
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов