Impulsni odgovor: definicija i svojstva

Sadržaj:

Impulsni odgovor: definicija i svojstva
Impulsni odgovor: definicija i svojstva
Anonim

Momentum je funkcija bez ikakve vremenske podrške. Sa diferencijalnim jednačinama, koristi se za dobijanje prirodnog odziva sistema. Njegov prirodni odgovor je reakcija na početno stanje. Prisilni odgovor sistema je odgovor na ulaz, zanemarujući njegovu primarnu formaciju.

impulsni odgovor
impulsni odgovor

Budući da impulsna funkcija nema nikakvu vremensku podršku, moguće je opisati bilo koje početno stanje koje proizlazi iz odgovarajuće ponderisane količine, koja je jednaka masi tijela koju proizvodi brzina. Bilo koja proizvoljna ulazna varijabla može se opisati kao zbir ponderiranih impulsa. Kao rezultat toga, za linearni sistem, on se opisuje kao zbir "prirodnih" odgovora na stanja predstavljena razmatranim veličinama. Ovo je ono što objašnjava integral.

Odziv impulsnog koraka

Kada se izračuna impulsni odziv sistema, u suštini,prirodni odgovor. Ako se ispita zbir ili integral konvolucije, u osnovi se rješava ovaj ulazak u veći broj stanja, a zatim i prvobitno formirani odgovor na ta stanja. U praksi se za impulsnu funkciju može navesti primjer bokserskog udarca koji traje vrlo kratko, a nakon toga neće biti sljedećeg. Matematički, on je prisutan samo na početnoj tački realističkog sistema, ima visoku (beskonačnu) amplitudu u toj tački, a zatim trajno nestaje.

Impulsna funkcija je definirana na sljedeći način: F(X)=∞∞ x=0=00, gdje je odgovor karakteristika sistema. Funkcija o kojoj je riječ je zapravo područje pravokutnog impulsa na x=0, čija se širina pretpostavlja da je nula. Sa x=0 visina h i njegova širina 1/h je stvarni početak. Sada, ako širina postane zanemarljiva, tj. skoro ide na nulu, to čini da odgovarajuća visina h magnitude ide u beskonačnost. Ovo definira funkciju kao beskonačno visoku.

Impulsni odziv kola
Impulsni odziv kola

Odgovor dizajna

Impulsni odgovor je sljedeći: kad god je ulazni signal dodijeljen sistemu (bloku) ili procesoru, on ga modificira ili obrađuje kako bi dao željeni izlaz upozorenja ovisno o funkciji prijenosa. Reakcija sistema pomaže u određivanju osnovnih pozicija, dizajna i odziva za bilo koji zvuk. Delta funkcija je generalizirana funkcija koja se može definirati kao granica klase specificiranih sekvenci. Ako prihvatimo Fourierovu transformaciju impulsnog signala, onda je jasno da jeje DC spektar u frekvencijskom domenu. To znači da svi harmonici (u rasponu od frekvencije do +beskonačnosti) doprinose dotičnom signalu. Spektar frekventnog odziva ukazuje da ovaj sistem obezbeđuje takav redosled pojačanja ili slabljenja ove frekvencije ili potiskuje ove fluktuirajuće komponente. Faza se odnosi na pomak predviđen za različite harmonike frekvencije.

Dakle, impulsni odziv signala ukazuje na to da sadrži čitav frekventni opseg, pa se koristi za testiranje sistema. Jer ako se koristi bilo koji drugi način obavještavanja, neće imati sve potrebne projektirane dijelove, stoga će odgovor ostati nepoznat.

Reakcija uređaja na vanjske faktore

Kada se obrađuje upozorenje, impulsni odgovor je njegov izlaz kada je predstavljen kratkim ulazom koji se zove puls. Općenito, to je reakcija bilo kojeg dinamičkog sistema kao odgovor na neku vanjsku promjenu. U oba slučaja, impulsni odziv opisuje funkciju vremena (ili eventualno neku drugu nezavisnu varijablu koja parametrizuje dinamičko ponašanje). Ima beskonačnu amplitudu samo pri t=0 i svuda nula, i, kao što ime govori, njegov impuls i, e djeluje kratko.

Kada se primeni, bilo koji sistem ima ulazno-izlaznu funkciju prenosa koja ga opisuje kao filter koji utiče na fazu i gornju vrednost u opsegu frekvencija. Ovaj frekvencijski odziv sakorištenjem impulsnih metoda, mjerenih ili izračunatih digitalno. U svim slučajevima, dinamički sistem i njegova karakteristika mogu biti stvarni fizički objekti ili matematičke jednadžbe koje opisuju takve elemente.

impulsni odgovor
impulsni odgovor

Matematički opis impulsa

Budući da razmatrana funkcija sadrži sve frekvencije, kriterijumi i opis određuju odgovor linearne vremenski nepromenljive konstrukcije za sve veličine. Matematički, kako je impuls opisan zavisi od toga da li je sistem modeliran u diskretnom ili kontinuiranom vremenu. Može se modelirati kao Diracova delta funkcija za sisteme s kontinuiranim vremenom, ili kao Kroneckerova veličina za dizajn diskontinuiranog djelovanja. Prvi je ekstremni slučaj pulsa koji je bio vrlo kratak u vremenu dok je zadržao svoju površinu ili integral (dajući time beskonačno visok vrh). Iako to nije moguće ni u jednom stvarnom sistemu, to je korisna idealizacija. U teoriji Fourierove analize, takav impuls sadrži jednake dijelove svih mogućih frekvencija pobuđivanja, što ga čini pogodnom testnom sondom.

Svaki sistem u velikoj klasi poznatoj kao linearna vremenska invarijanta (LTI) je u potpunosti opisan impulsnim odzivom. To jest, za bilo koji input, izlaz se može izračunati u smislu inputa i neposrednog koncepta dotične količine. Impulsni opis linearne transformacije je slika Diracove delta funkcije pod transformacijom, slično osnovnom rješenju diferencijalnog operatorasa parcijalnim derivatima.

Karakteristike impulsnih struktura

Obično je lakše analizirati sisteme koristeći prenosne impulsne odgovore, a ne odgovore. Količina koja se razmatra je Laplaceova transformacija. Naučničko poboljšanje u izlazu sistema može se odrediti množenjem funkcije prijenosa ovom ulaznom operacijom u kompleksnoj ravni, također poznatoj kao frekvencijski domen. Inverzna Laplaceova transformacija ovog rezultata će dati izlaz u vremenskoj domeni.

Određivanje izlaza direktno u vremenskoj domeni zahtijeva konvoluciju ulaza sa impulsnim odzivom. Kada su poznata prijenosna funkcija i Laplaceova transformacija ulaza. Matematička operacija koja se primjenjuje na dva elementa i implementira treći može biti složenija. Neki preferiraju alternativu množenja dvije funkcije u frekvencijskom domenu.

Karakteristika prijenosa impulsa
Karakteristika prijenosa impulsa

Prava primjena impulsnog odgovora

U praktičnim sistemima, nemoguće je stvoriti savršen impuls za unos podataka za testiranje. Stoga se kratki signal ponekad koristi kao aproksimacija veličine. Pod uslovom da je puls dovoljno kratak u odnosu na odziv, rezultat će biti blizak pravom, teoretskom. Međutim, u mnogim sistemima, ulaz sa vrlo kratkim jakim impulsom može uzrokovati da dizajn postane nelinearan. Umjesto toga, pokreće ga pseudo-slučajni niz. Dakle, impulsni odziv se izračunava iz ulaza iizlazni signali. Odgovor, posmatran kao Greenova funkcija, može se smatrati "utjecajem" - kako ulazna tačka utiče na izlaz.

Karakteristike pulsnih uređaja

Speakers je aplikacija koja demonstrira samu ideju (postojao je razvoj testiranja impulsnog odziva 1970-ih). Zvučnici pate od fazne nepreciznosti, defekta za razliku od drugih izmjerenih svojstava kao što je frekvencijski odziv. Ovaj nedovršeni kriterijum je uzrokovan (malo) odloženim titranjima/oktavama, koje su uglavnom rezultat pasivnih unakrsnih razgovora (posebno filtera višeg reda). Ali i uzrokovano rezonancijom, unutrašnjom zapreminom ili vibracijom panela karoserije. Odgovor je konačni impulsni odziv. Njegovo mjerenje je pružilo alat za smanjenje rezonancija korištenjem poboljšanih materijala za membrane i ormare, kao i promjenu skretnice zvučnika. Potreba da se ograniči amplituda da bi se održala linearnost sistema dovela je do upotrebe ulaza kao što su pseudo-slučajni nizovi maksimalne dužine i pomoć kompjuterske obrade za dobijanje ostatka informacija i podataka.

konačni impulsni odziv
konačni impulsni odziv

Elektronska promjena

Analiza impulsnog odziva je ključni aspekt radara, ultrazvučnog snimanja i mnogih područja digitalne obrade signala. Zanimljiv primjer bi bile širokopojasne internetske veze. DSL usluge koriste tehnike adaptivne ekvilizacije kako bi kompenzirale izobličenje ismetnje signala koje unose bakrene telefonske linije koje se koriste za pružanje usluge. Zasnovani su na zastarjelim krugovima, čiji impulsni odziv ostavlja mnogo da se poželi. Zamijenjena je moderniziranom pokrivenošću za korištenje interneta, televizije i drugih uređaja. Ovi napredni dizajni imaju potencijal da poboljšaju kvalitet, pogotovo jer je današnji svijet sav povezan s internetom.

Kontrolni sistemi

U teoriji upravljanja, impulsni odziv je odgovor sistema na Diracov delta ulaz. Ovo je korisno kada se analiziraju dinamičke strukture. Laplaceova transformacija delta funkcije jednaka je jedan. Prema tome, impulsni odziv je ekvivalentan inverznoj Laplaceovoj transformaciji sistemske funkcije prijenosa i filtera.

Akustične i audio aplikacije

Ovdje, impulsni odgovori vam omogućavaju da snimite karakteristike zvuka lokacije kao što je koncertna dvorana. Dostupni su različiti paketi koji sadrže upozorenja za određene lokacije, od malih prostorija do velikih koncertnih dvorana. Ovi impulsni odgovori se zatim mogu koristiti u aplikacijama konvolucione reverberacije kako bi se omogućilo da se akustičke karakteristike određene lokacije primjene na ciljni zvuk. Odnosno, u stvari, postoji analiza, razdvajanje raznih upozorenja i akustike kroz filter. Impulsni odgovor u ovom slučaju može dati korisniku izbor.

Karakteristika impulsnih struja
Karakteristika impulsnih struja

Finansijska komponenta

U današnjoj makroekonomijiFunkcije impulsnog odgovora koriste se u modeliranju kako bi se opisao kako reaguje tokom vremena na egzogene veličine, koje naučni istraživači obično nazivaju šokovima. I često se simulira u kontekstu vektorske autoregresije. Impulsi koji se iz makroekonomske perspektive često smatraju egzogenim uključuju promjene državne potrošnje, poreskih stopa i drugih parametara finansijske politike, promjene monetarne baze ili drugih parametara kapitalne i kreditne politike, promjene u produktivnosti ili drugim tehnološkim parametrima; transformacija preferencija, kao što je stepen nestrpljivosti. Funkcije impulsnog odgovora opisuju odgovor endogenih makroekonomskih varijabli kao što su proizvodnja, potrošnja, investicije i zaposlenost tokom šoka i dalje.

specifičan za momentum

Impulsni odziv sistema
Impulsni odziv sistema

U suštini, strujni i impulsni odziv su povezani. Zato što se svaki signal može modelirati kao serija. To je zbog prisutnosti određenih varijabli i električne energije ili generatora. Ako je sistem i linearan i vremenski, odgovor instrumenta na svaki od odgovora može se izračunati korištenjem refleksa dotične količine.

Preporučuje se: