Sinais e Sistemas. Sinais e Sistemas Introdução. Renato Dourado Maia. Universidade Estadual de Montes Claros. Engenharia de Sistemas

Transcrição

1 Sinais e Sistemas Sinais e Sistemas Introdução Renato Dourado Maia Universidade Estadual de Montes Claros Engenharia de Sistemas

2 O que é um sinal? 2/34

3 Um sinal é uma função de uma ou mais variáveis, como, por exemplo, tempo ou espaço, que veicula informações sobre a natureza de um fenômeno físico. EXEMPLOS 3/34

4 Exemplos de sinais: Tensão ou corrente em um circuito. Vídeo. Áudio. sen(ωt). Cotação diária do dólar. Eletrocardiograma. Solução de uma equação diferencial. Concentração de álcool no sangue. Temperatura de uma sala. Etc... 4/34

5 Exemplo de Sinal Eletrocardiograma 5/34

6 Exemplo de Sinal Pressão Arterial 6/34

7 Exemplo de Sinal Índice Bovespa 7/34

8 Exemplo de Sinal IPEA: Salário Mínimo Real 8/34

9 O que é um sistema? 9/34

10 Um sistema é uma entidade que manipula um ou mais sinais para realizar uma função, gerando novos sinais. 10/34

11 Diagrama de Blocos de um Sistema Sinais de Entrada... Sistema Sinais de Saída... EXEMPLOS 11/34

12 Exemplos de sistemas: Um circuito Sistema auditivo. Sistema de comunicação. Sistema de controle. Neurônio (natural e artificial). Controladores Lógico Programáveis CLPs. Transmissor. Sistema massa-mola. Válvula de controle. Etc... 12/34

13 Exemplo de Sistema Sistema de Controle a Malha Aberta Perturbação 1 Perturbação 2 Entrada ou Referência Transdutor de Entrada Controlador + + Processo Junção Somadora ou Planta + + Junção Somadora Saída ou Variável Controlada 13/34

14 Exemplo de Sistema Sistema de Controle a Malha Fechada Entrada ou Referência Transdutor de Entrada + - Erro ou Sinal Atuante Controlador Perturbação 1 Perturbação Processo Junção Somadora ou Planta + + Junção Somadora Saída ou Variável Controlada Transdutor de Saída ou Sensor 14/34

15 Exemplo de Sistema Transmissor de Pressão Sinal de Entrada: pressão Sinal de Saída: corrente de 4 a 20 ma 15/34

16 S I N A I S D E E N T R A D A Variáveis de Processo Exemplo de Sistema CLP Variáveis Manipuladas 16/34 S I N A I S D E S A Í D A

17 Exemplo de Sistema Válvula de Controle Sinal de Entrada: corrente de 4 a 20 ma Sinal de Saída: percentual de abertura 17/34

18 Exemplo de Sistema Tiristor Sinal de Entrada: tensão/corrente Anodo Sinal de Saída: tensão/corrente Porta Catodo "AC Thyristor Operation" from the Wolfram Demonstrations Project 18/34

19 Exemplo de Sistema Sistema Massa-Mola-Amortecedor (Carro) Sinal de Entrada: o chão Sinal de Saída: posição da carroceria "Simulating Vehicle Suspension with a Simplified Quarter-Car Model" from the Wolfram Demonstrations Project plifiedquartercarmodel/ 19/34

20 Exemplo de Sistema Um Filtro Digital (Equalizador Áudio) Sinal de Entrada: áudio (sinal digital) Sinal de Saída: áudio (sinal digital) Filters digital signals and plays the output on your speakers HÁ OUTROS SINAIS/SISTEMAS ENVOLVIDOS? O QUE OCORRE PARA OUVIRMOS O SOM? 20/34

21 Exemplo de Sistema Um Filtro Digital (Imagens) 21/34

22 Exemplo de Sistema Circuito RC em Série (Filtro Passa-Baixas) Sinal de Entrada: tensão da fonte Sinal de Saída: tensão no capacitor RC Circuit from SimView TechTeach 22/34

23 Exemplo de Sistema Um Motor DC Sinal de Entrada: tensão de armadura Sinal de Saída: velocidade de rotação DC Motor from SimView TechTeach 23/34

24 Exemplo de Sistema Pâncreas Artificial Medição Atuação 24/34

25 Exemplo de Sistema Pâncreas Artificial dg() t dt di() t dt dc() t dt = - αg()- t βi() t + γc() t + p() t = δit () + εgt () + ut () = λct () ρgt () G(t) I(t) C(t) u(t) p(t) = glicose plasmática = insulina plasmática = glucagon, cortisol e catecolaminas = insulina exógena Modelo do Paciente Diabético = glicose absorvida por ingestão de alimentos 25/34

26 Exemplo de Sistema Pâncreas Artificial Sensor Bomba de Infusão 26/34

27 Exemplo de Sistema Pâncreas Artificial 27/34

28 Exemplo de Sistema Pâncreas Artificial 28/34

29 Identificação de Vogais Semana da Engenharia de 2004 FFT: Fast Fourier Transform Rede MLP com 10 entradas e 5 saídas 29/34

30 Classificação de Placas Automotivas 30/34

31 Classificação de Placas Automotivas 31/34

32 Conselho (de AMIGO!) FAÇAM UMA REVISÃO SOBRE NÚMEROS COMPLEXOS... Sugestão de Referência Capítulo B Background do livro LATHI, B. P. Sinais e Sistemas Lineares. Porto Alegre: Bookman, /34

33 Educational Matlab GUIs Demos sobre Processamento de Sinais: Convolução, Série de Fourier, Transformadas, etc... (Acesso em 24/07/2010) Vocês já podem (devem) brincar um pouco com as demos SinDrill e ZDrill! Caso ainda tenhamos tempo, brincaremos um pouco! 33/34

34 Leituras No arquivo LeiturasIniciais.zip, disponível na página da disciplina, estão os capítulos introdutórios dos seguintes livros: HAYKIN, S., VAN VEEN, B. Sinais e Sistemas. Tradução de José Carlos Barbosa dos Santos. Porto Alegre: Bookman, p. (Bibliografia Básica 2). LATHI, B. P. Sinais Sistemas Lineares. Tradução de Gustavo Guimarães Parma. 2. ed. Porto Alegre: Bookman, p. (Bibliografia Básica 3). HSU, H. P. Teoria e Problemas de Sinais e Sistemas. Tradução de Anatólio Laschuk. Porto Alegre: Bookman, p. (Bibliografia Complementar 3). 34/34