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Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

Messaggioda Foto Utentenics992 » 19 set 2017, 9:15

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
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[2] Re: Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

Messaggioda Foto Utentefaberz » 19 set 2017, 9:28

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
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[3] Re: Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

Messaggioda Foto Utentenics992 » 19 set 2017, 9:40

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) ?
Ultima modifica di Foto Utenteadmin il 19 set 2017, 9:54, modificato 1 volta in totale.
Motivazione: eliminata citazione inutile integrale del messaggio che precede. C'è per tali risposte il tasto rispondi
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[4] Re: Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

Messaggioda Foto Utentefaberz » 19 set 2017, 9:40

Esatto.
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[5] Re: Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

Messaggioda Foto Utentenics992 » 19 set 2017, 9:47

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.
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[6] Re: Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

Messaggioda Foto Utentefaberz » 19 set 2017, 9:51

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.
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[7] Re: Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

Messaggioda Foto Utentenics992 » 19 set 2017, 9:55

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?
Ultima modifica di Foto Utentewall87 il 19 set 2017, 10:46, modificato 1 volta in totale.
Motivazione: Eliminata citazione inutile del messaggio precedente. Usa il tasto RISPONDI per rispondere normalmente.
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[8] Re: Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

Messaggioda Foto Utentefaberz » 19 set 2017, 9:57

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.

P.S. Non usare il tasto "cita" per rispondere al messaggio, altrimenti la tua risposta è inutilmente lunga. Usa il tasto rispondi, a meno che non vi sia una particolare frase del messaggio precedente a cui vuoi rispondere.
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[9] Re: Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

Messaggioda Foto Utentenics992 » 19 set 2017, 10:00

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)
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[10] Re: Risposta a regime ad un segnale sinusoidale

Messaggioda Foto Utentefaberz » 19 set 2017, 10:06

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.
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