Subversion Repositories svnkaklik

Rev

Go to most recent revision | Details | Last modification | View Log

Rev Author Line No. Line
1045 kaklik 1
\documentclass[12pt,notitlepage,fleqn]{article}
2
 
3
\usepackage[czech]{babel}
4
\usepackage[pdftex]{graphicx}
5
\usepackage{fancyhdr,multicol} %nastavení češtiny, fancy, grafiky, sloupce
6
\usepackage[utf8]{inputenc} %vstupni soubory v kodovani UTF-8
7
\usepackage[a4paper,text={17cm,25cm},centering]{geometry} %nastavení okrajů
8
\usepackage{rotating}
9
 
10
\begin{document}
11
 
12
\section*{Řešení 4. zadané úlohy		-	 Jakub Kákona}
13
 
14
\begin{enumerate}
15
\item 
16
 
17
 
18
 
19
\item
20
Zadaná soustava rovnic může být přepsána do maticového tvaru
21
 
22
\begin{equation}
23
\dot x = Ax \\
24
A = \left[ \begin{array}{ccc}
25
1 & -1 & 1 \\
26
1 & 0 & 1  \\
27
1 & 1 & 1  \\
28
\end{array}
29
\right]
30
\end{equation} 
31
 
32
Tato matice ale není regulární, proto má systém nekonečně mnoho  rovnovážných bodů. Jejich vyjádření získáme požadavkem na nulové derivace v rovnovážných bodech. Řešíme tedy homogenní rovnici. 
33
 
34
\begin{equation}
35
 
36
\end{equation} 
37
 
38
Tato rovnice má řešení 
39
 
40
\begin{equation}
41
a = \left[ \begin{array}{c}
42
-t \\
43
 
44
t \\
45
\end{array}
46
\right] \\
47
t \in R
48
\end{equation} 
49
 
50
 
51
\item
52
zadaný systém není asymptoticky stabilní, protože 
53
 
54
\begin{equation}
55
\lim _{x \to \infty} \sin x(k) \neq 0 
56
\end{equation}
57
 
58
\item
59
K určení stability nepomůže Sylvestrovo kritérium, proto
60
najdeme vlastní čísla matice z charakteristického polynomu 
61
 
62
\begin{equation}
63
\det (\lambda I - A) = 
64
\left[ \begin{array}{cc}
65
\lambda & -1 \\
66
1 & \lambda\\
67
\end{array}
68
\right] = \lambda ^2 + 1
69
\end{equation} 
70
 
71
Polynom má komplexní kořeny $\lambda _{1,2} = \pm j$
72
 
73
A matice je positivně semidefinitní. Systém je proto stabilní, ale ne asymptoticky. 
74
 
75
\item 
76
 
77
Pokud si zvolíme hodnoty $x_1(k)=x(k), x_2(k)=x(k+1)$ dostaneme  $x_1(k+1)=x(k+1), x_1(k+1)=x_2(k)$ A můžeme vytvořit soustavu rovnic. 
78
 
79
\begin{equation}
80
x_1(k+1)=x_2(k) \\ 
81
x_2(k+1)=-x_1(k) + u(k)\\
82
y(k)=x_1(k) \\ 
83
\end{equation}
84
 
85
Kterou můžeme přepsat do tvaru
86
 
87
\begin{equation}
88
x_1(k+1)=\left[ \begin{array}{cc}
89
 
90
-1 & 0 \\
91
\end{array}
92
\right] x(k) + \left[ \begin{array}{c}
93
 
94
1 \\
95
\end{array}
96
\right] u(k)
97
\\ 
98
y(k)=\left[ \begin{array}{cc}
99
1 & 0 \\
100
\end{array} \right] x(k) + [0]u(k)\\
101
\end{equation}
102
 
103
Z toho pak můžeme zjistit přenos systému
104
 
105
\begin{equation}
106
G(z)= C (zI - A)^{-1} B + D \\
107
G(z)=\left[ \begin{array}{cc}
108
1 & 0 \\
109
\end{array} \right] \frac{1}{z^2 + 1 }
110
\left[ \begin{array}{cc}
111
z & 1 \\
112
-1 & z \\
113
\end{array} \right]
114
\left[ \begin{array}{c}
115
 
116
1 \\
117
\end{array} \right] = \frac{1}{z^2 + 1}
118
\end{equation}
119
 
120
singularita přenosu nastává v bodech $z= \pm j$ A systém není BIBO stabilní, protože jeho póly nejsou uvnitř jednotkového kruhu, ale na jeho hranici. 
121
 
122
\end{enumerate} 
123
 
124
 
125
\end{document}