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Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

MessaggioInviato: 19 set 2017, 9:15
da nics992
Salve ragazzi. Ho un sistema di questo tipo:

G(s) = \frac{10(s+2)}{s^2+4}

e devo calcolare la risposta a regime ad un segnale sinusoidale di pulsazione 2rad/s.

Avevo pensato di calcolare la trasformata di laplace ottenendo:

U(s) = \frac{2}{s^2+4}

e poi da qui calcolare Y(s) = G(s)U(s) ma credo ci sia una strada più veloce. Qualcuno può aiutarmi?

Grazie anticipatamente

Re: Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

MessaggioInviato: 19 set 2017, 9:28
da faberz
L'uscita a regime di un sistema LTI corrispondente ad un ingresso sinusoidale è ancora una sinusoide, sfasata e amplificata dal sistema (dalla sua fdt) nel seguente modo:

x(t) = A_x sin( \omega_x t)
y(t)= A_x|G(j\omega_x)| sin(\omega_x t + arg(G(j\omega_x)))

Dove x(t) è l'ingresso sinusoidale e y(t) l'uscita del sistema

Re: Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

MessaggioInviato: 19 set 2017, 9:40
da nics992
Quindi se ho la mia G(s) quello che devo fare è portarmela in G(j\omega_x) e calcolare di questa modulo e fase alla pulsazione del mio segnale sinusoidale sostituendoli poi nella formula della y(t) ?

Re: Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

MessaggioInviato: 19 set 2017, 9:40
da faberz
Esatto.

Re: Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

MessaggioInviato: 19 set 2017, 9:47
da nics992
Grazie mille.
Nel caso della G(s) che ho postato, andando a calcolare il modulo alla pulsazione \omega_x =
 2, questo viene infinito in quanto il denominatore si annulla. Questo vuol dire che la mia uscita diverge ad infinito? Facendo il diagramma di bode della G(j\omega_x) a quella pulsazione ho nel modulo un picco di risonaza e nella fase un salto. Lo allego.

Re: Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

MessaggioInviato: 19 set 2017, 9:51
da faberz
Allora hai trovato proprio la sinusoide bastarda, che fa risuonare il tuo sistema facendo divergere l'uscita e rendendolo instabile. Quindi non è calcolabile l'uscita (diverge). Puoi facilmente verificarlo con una simulazione Simulink.

Re: Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

MessaggioInviato: 19 set 2017, 9:55
da nics992
Di fatti immaginavo fosse questo il ragionamento e la bastardata è del prof :D
Un'ultima cosa, siccome dovrei anche disegnare eventualmente l'uscita a regime sinusoidale in maniera approssimativa, come dovrei ragionare nel caso in cui, come questo, diverge, e nel caso in cui invece ho un valore finito sia per il modulo che per la fase?

Re: Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

MessaggioInviato: 19 set 2017, 9:57
da faberz
Nel caso in cui diverga l'uscita, questa avrà l'andamento di una sinusoide la cui ampiezza aumenta molto velocemente fino a diventare "infinita".
Nel caso in cui non diverga, disegni una semplice sinusoide sfasata rispetto all'ingresso e con l'ampiezza variata.

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Re: Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

MessaggioInviato: 19 set 2017, 10:00
da nics992
Perfetto ma nel caso in cui comunque debba seguire dei parametri? Ad esempio con una funzione di questo tipo:

y(t) = 4.47sin(2t +18.43)

Re: Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

MessaggioInviato: 19 set 2017, 10:06
da faberz
Riscrivi la sinusoide in maniera più comoda:
y(t)=4.47sin(2t+18.43) = 4.47sin(\frac{2\pi}{\pi}\cdot (t+\frac{18.43}{2\pi}))
Questa è una sinuoide con periodo \pi e traslata della quantità -\frac{18.43}{2\pi} rispetto all'origine.