Ejercicios - Transformada Z - Teoria de Control II

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Mejías G. Rubén D.

Teoría de Control II Transformada Z Prof. Evaluador: Ing. Marienny Arrieche

Ejercicios


Mejías G. Rubén D. - Teoría de Control II – Transformadas Z

Universidad Fermín Toro Barquisimeto – Venezuela EJERCICIOS 1. Dada las siguientes funciones determine la transformada z por definición: a. x(t) = senwtu(t)

(1,5 Pts)

; donde u(t) = 1 ;t ≥ 0 0 ; t< 0

b. Obtenga la transformada z de la siguiente señal, considere un periodo de muestreo de 2 segundos (T=2):

q(t)

6 (2 Pts)

t 0

2

8

10

SOLUCIÓN a) x(t) = senwtu(t)

; donde u(t) = 1 ;t ≥ 0 0 ; t< 0

Por definición Sabemos:

( ) = [ ( )] = [ (

Donde se encuentre t lo sustituiremos por kT

( )= ( )= ( )=

(

). ( ) ( ). ( (

). (

) )

Notamos que nos queda una definición llamada Euler

)] =

(

)


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(

− 2

)=

− 2

( )= 1 2

. ( . (

Así:

( )=

( (

)= )=

)

)

. ( ) . ( )

1 [ ( )− 2

( )]

Descomponemos Para

( )= ( )=

. ( . (0)

+

( )=1+

) . ( )

+

Serie Geométrica Nuestra formula sería la siguiente:

( )=

=

1

.

é (1 − ) =

. (2 )

+

+

+

+ ⋯.

. (3 )

+⋯


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( )=

1 1−

Para

( )=

. (

( )=

. (0)

+

( )=1+

) . ( )

. (2 )

+

+

+

+⋯

Serie Geométrica Nuestra formula sería la siguiente:

( )=

1

.

é (1 − )

=

=

( )=

1 1−

Agrupamos nuevamente nuestras X (x1,x2)

( )=

1 [ ( )− 2

( )]

( )=

1 1 2 1−

( )=

1 1− 2 (1 −

( )=

1 2 1−

1 1−

− 1− )(1 −

)

− −

+

+

. (3 )

+..


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( )=

( )= ( )=

1−

1−2 −2

(

− 2 +

)+

+ +1

Finalmente obtenemos nuestro resultado

x(t) = Sen(wt). u(t) =


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SOLUCION b. Obtenga la transformada z de la siguiente señal, considere un periodo de muestreo de 2 segundos (T=2):

q(t)

6 (2 Pts)

t 0

2

8

10

Por definición Sabemos:

( ) = [ ( )] = [ ( ( )=

+ ( )

+ (2 )

+ (2)

+ (4)

+ (3 )

)] =

(

+ (4 )

) +⋯

Pero T=2

( )=

(

)=

( ) = (6

( )=

6

0 6 0

+6 +6

+ (6)

k=0 k=2,4,6,8 k ≥ 10

+6 +6 +6

+6

)

+ (8)

+ (10)

+ (12)

+..


Mejías G. Rubén D. - Teoría de Control II – Transformadas Z 2. Dada las siguientes funciones determine la transformada z utilizando las propiedades de la transformada z: (1 Pt cada una) a. r(t) = t a2 b. x(kT) = u(k-2) – u (k – 6); donde u(k) es la función escalón unitario c. p(t) = 5 e-2t coswt

a) r(t) = t a2

SOLUCION ( )=

Sea

( ) = [ ( )] = [ (

=

(1 −

)

Así: [

b)

= 1−

]=

1

)] = [

=

−1

[ ]=

(

=

]

( − 1)

=

( − 1)

SOLUCION

)] = [ ( − 2) − ( − 6)]

= [ ( − 2)] − [ ( − 6)]

Como

Y como

[ ( )] = [ ( − )] =

(Linealidad)

(Por Tabla)

( )

( − 1)

(Propiedad de la Linealidad)

)

x(kT) = u(k-2) – u (k – 6)

( )= [ (

=

Teorema de Traslación.


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Así:

[ ( − 2)] =

[ ( )] =

1 1−

=

[ ( − 6)] =

[ ( )] =

1 1−

=

( )=

1−

1−

1

=

− )

(

1 − −

=

1

1−

1− 1 (1 −

1 −

(

− )−( − ) = ( − )( − ) =

=

− − + ( − 1) ( − 1) [

( )=

− − + 1] ( − 1) −

− +1 ( − 1)

)


Mejías G. Rubén D. - Teoría de Control II – Transformadas Z c) p(t) = 5 e

-2t

cos(wt)

SOLUCION Por linealidad

( ) = [5

]=5 [

]

Pero [

]=

1− 1−2

+

Como

[ [ =

( )] = ( −2

]=

) 1−(

1 − 2(

2

2

)−1

)−1 +(

1− 1−2 2

=

2

−2

+ −

−2

−2

+

−4

Así: [5

]=5

− −2

+

2 1 )−2


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