Udostępnij:

Automatyka

Przekształcenie (transformata) Z w automatyce

Artykuł przedstawia zastosowanie transformaty Z w kilku prostych przykładach.

Omówiliśmy w innym artykule transformatę Laplace'a , która odnosi się do sygnałów ciągłych. Teraz zajmiemy się sygnałami dyskretnymi i omówimy kilka przykładów z zastosowania transformaty Z.

Wykorzystamy tablicę przekształceń, aby było nam prościej.

Tablica prekształceń podstawowych funkcji z zastosowaniem transformaty Z
Rys. 1 Tablica prekształceń podstawowych funkcji z zastosowaniem transformaty Z

Pierwszy przykład wygląda następująco

Pierwszy przykład zadania z transformaty Z
Rys. 2 Pierwszy przykład zadania z transformaty Z

Korzystając z przygotowanej tablicy, od razu możemy wyznaczyć transformatę Z sygnału x1

Rozwiązanie pierwszego przykładu
Rys. 3 Rozwiązanie pierwszego przykładu z transformaty Z

Jak widzicie, mając przygotowane odpowiednie narzędzia - u nas w postaci tablicy, możemy bardzo szybko rozwiązać takie zadania. Przejdźmy zatem dalej.

Drugi przykład zadania z transformaty Z
Rys. 4 Drugi przykład zadania z transformaty Z

Ponownie wystarczy zastosować odpowiednie przekształcenia z przygotowanej tablicy i otrzymujemy rozwiązanie

Rozwiązanie drugiego przykładu z transformaty Z
Rys. 5 Rozwiązanie drugiego przykładu z transformaty Z

Podejrzewam, że wiele osób bało się tych zadań, jednak jak widzicie, znajomość podstawowych przekształceń pomaga bez problemu dokonywać transformaty Z podanych sygnałów.

Przejdźmy do nieco trudniejszego przykładu.

Trzeci przykład zadania z transformaty Z
Rys. 6 Trzeci przykład zadania z transformaty Z

Znów wystarczy zastosować przekształcenie podane w tablicy.

Rozwiązanie trzeciego przykładu z transformaty Z
Rys. 7 Rozwiązanie trzeciego przykładu z transformaty Z

Wykonajmy chociaż jeden przykład, w którym będziemy mieć nieco więcej do zrobienia. Załóżmy taki sygnał

Czwarty przykład zadania z transformaty Z
Rys. 8 Czwarty przykład zadania z transformaty Z

Takiego sygnału nie możemy poddać bezpośrednio transformacie Z, ponieważ występuje potęga n-1

Należy taki sygnał przekształcić do postaci, w której potęga wynosi n .

Przekształcenie sygnału x4(n)
Rys. 9 Przekształcenie sygnału x4(n)

W obecnej postaci znów wystarczy, że podstawimy otrzymany sygnał, do wzoru z tablicy.

Rozwiązanie czwartego przykładu z transformaty Z
Rys. 10 Rozwiązanie czwartego przykładu z transformaty Z

Mam nadzieję, że zaskoczyło Was, jak proste potrafią być zadania z transformaty Z . Jeśli chcecie dowiedzieć się więcej, zrobić dodatkowe przykłady lub poznać zagadnienia związane z odwrotną transformatą Z metodą residuów , to zachęcam do sprawdzenia kursu Transformata Z w automatyce