Info Electronica 3revista.infoelectronica.ro/date_upload/revista/ie-revista-3.pdf · Contactoare Statice De Curent Alternativ Schema principala de realizare a unui contactor static

Info Electronica 3

2

www.infoelectronica.ro

Cuprins

Noua structura 3

Analizator de energie electrica FLUKE 435 4

Contactoare Statice De Curent Alternativ 10

Spice 12

Perii Electrice 14

Competenta Si Performanta Informationala In

Organizarea Functionala A Creierului Uman 16

Sursa De Putere Cu Invertor 17

Modulator Optic La Frecvente De Ordinul

Terahertilor 18

Semnale Cuaziperiodice 19

Semnale Neperiodice, Tranzitorii 20

Semnale Aleatoare 21

Teleghidarea rachetelor 22


Info Electronica 3

3

Noua structuraIncepand cu acest numar revista va fi

prezentata in alta forma.

Pe siteul revistei InfoElectronica ar-ticolele se vor introduse periodic.

Acest mod permite citirea unui arti-col odata la cateva zile.

Zece articole formeaz un numar. Acestea se vor putea descarca in for-mat pdf.

Aparitia unui material nou se anunta-ta prin newsletter trimis abonatilor.

Timpul pentru aparitia celor zece ar-ticole ramane o luna.

Continuam explicarea montajelor simple pentru cei care inca nu au ex-perienta.

Asteptam din partea dumneavoastra sa cereti teme care sa fie prezentate in

revista. Trimiteti email portalului Info-Electronica in care specificati ce doriti sa prezinte numerele urmatoare.

Pretul modulelor electronice a sca-zut suficient de mult incat realizarea lor de catre electronist sa devina ne-profitabila.

Acesta este pricipalul motiv pentru care nu vom intra foarte mult in detalii tehnic...vom prezenta numai modul de functionare, datele tehnice si sursa de unde se pot achizitiona.

Asteptam intrebari.

Adrian Geana Infoelectronica [email protected]

Info Electronica 3

4


In industrie, in medicina, in automa-tizari, practic in orice domeniu unde se utilizeaza dispozitive electrice si elec-tronice este necesar un echipament care sa depisteze disfunctionalitatile acestor dispozitive cauzate de calitatea energiei electrice. De ce este nevoie de un apa-rat de tipul FLUKE 435? Pentru ca se in-talnesc tot mai multe sarcini neliniare, pentru ca sunt tot mai multe surse de perturbatii, foarte multe echipamente introduc armonici in reteaua electrica si nu in ultimul rand, aparatura de ultima generatie este foarte sensibila. Ganditi-va la ce efecte poate avea alimentarea defectuoasa a unei instalatii de cobalto-terapie - dispozitiv extrem de costisitor utilizat in medicina pentru care preci-zia este decisiva in tratarea bolnavilor - chiar in cazul utilizarii unui UPS!

Analizorul portabil de energie electri-ca trifazata FLUKE 435 vine in completa-rea mai vechiului model, FLUKE 434, cu cateva functii si facilitati care intrunesc

cerintele de ultima ora ale pietei ener-giei electrice. FLUKE 435 este un ana-lizor portabil de energie electrica care pe langa faptul ca ne ajuta sa depistam rapid, pe loc, perturbatiile electrice, dispune si de facilitatea de logger (inre-gistrator pe termen lung), foarte util la memorarea evenimentelor care se pro-duc la intervale nesimetrice de timp.

Iata cele mai importante caracteris-tici ale analizorului FLUKE 435:

• masurarea in sistem trifazic a tu-turor parametrilor de retea electrica: tensiuni (5), curenti (4), puteri, energii, factor de putere, armonici, interarmo-nici, flicker, dezechilibre etc.

Analizator de energie electrica FLUKE 435


Info Electronica 3

5

• inregistrarea evenimentelor de du-rata foarte scurta din reteaua electrica: goluri si intreruperi de tensiune, tranzi-tii rapide, modificări ale tensiunii si ale frecventei de retea

• masurare conform IEC 61000-4-30 clasa A (standardul care include algorit-mii pentru toti parametrii specifici re-telelor electrice), cu respectarea clasei de acuratetei de 0.1% pentru tensiune

• functie de logger performant (in-clude software special de transfer date la calculator si analiza date inregistra-te); pentru aceasta dispune de o me-morie suficienta pentru inregistrarea a 400 de parametri (cate 100 de parame-tri pentru fiecare faza simultan) cu re-

zolutie programabila si captura pana la 10000 de evenimente cu marca de timp si limite programabile (afisare grafica a maxim 40 de evenimente tranzitorii); in afara functiei de logger Fluke 435 are posibilitatea de memorare a maxim 50 de ecrane

• functie unica „auto-trend" (modifi-carea in timp a parametrilor) - memora-rea automata a valorilor statistice (min, max, med)

• masurarea si inregistrarea puteri-lor si a consumurilor de energie electri-ca; identificarea punctului de incarcare maxima (foarte util pentru optimizarea retelei)

Info Electronica 3

6


• identificarea armonicilor pana la ord. 50 si a interarmonicilor conform IEC 61000-4-7; inregistrarea distorsiuni-lor armonice totale conform standardu-lui EN 50160;

• masurarea flicker-ului conform IEC 61000-4-15; acesta este fenomenul de "palpaire" sesizat la obiectele de ilumi-nat, cauzat de variatiile de tensiune; conform standardului, este calculat ni-velul flicker-ului instantaneu (PF5), ni-velul flicker-ului pe termen scurt (PSt la 1 si 10 minute - valoare medie) si nivelul flicker-ului pe termen lung (PLt la 2 ore - valoare medie); afisarea este tabelara sau grafica

• posibilitate de analiza online di-rect pe ecranul aparatului, utilizand cursoarele si functia „zoom" sau offline pe inregistrari care pot fi de asemenea transferate pe un calculator (aparatul se livreaza atat cu software-ul aferent)

• afisaj digital color de inalta rezolu-tie (320 x 240 pixeli), cu moduri de afi-sare grafica cu scalare automata: forme de unda (oscilo-scop) si armonici - pen-tru identificarea distorsiunilor de tensiu-ne si curent cauzate de sarcini neliniare (surse de c.c, dimmere, convertizoare de frecventa etc), diagrame Fresnel (vectorscop) pentru evidentierea dez-echilibrelor, vizulizare evenimente) sau tabelara (pentru toti parametrii masu-rati, respectiv toate evenimentele inre-gistrate cu marca de timp)


Info Electronica 3

7

• masurarea tensiunilor de semnali-zare cu praguri, limite si durata progra-mabile pentru doua frecvente

• masurarea curentului de pornire la motoare; convertorul ultrarapid uti-lizat de Fluke 435 (200kS/s) permite echipamentului sa inregistreze acest parametru

• analiza calitatii energiei electrice conform standardului general valabil EN 50160 (software de analiza inclus); acest standard cuprinde toate valorile limita pentru principalii parametri ai retelelor electrice (tensiune RMS, ar-monici, flicker, evenimente de tensiune - goluri, intreruperi, modificari rapide, dezechilibru intre faze, frecventa)

Info Electronica 3

8


• posibilitate de sincronizare GPS

• conectare rapida in circuit, alegerea schemei de masura direct de pe ecranul apa-ratului, scalarea traductoarelor.

Mai multe informatii la www.ArcBrasov.ro

Ing. Gabriel Ghioca ARC Brasov S.R.L. [email protected]


Info Electronica 3

9

Info Electronica 3

10


Contactoare Statice De Curent Alternativ

Schema principala de realizare a unui contactor static de curent alternativ este arătata in figura 1.1. a. Contactorul cu-prinde doua tiristoare montate in antipara-lel, comandate de un dispozitiv de coman-da capabil sa asigure impulsuri de comanda corespunzătoare ca faza si amplitudine.

In figura 1.2. este arătata schema de principiu a unui contactor de curent alternativ care utilizează un singur ti-ristor. Fata de schema anterioara, tiris-torul utilizat in aceasta schema suporta întreg curentul de sarcina, circulaţia curentului in ambele sensuri fiind asigu-rata de puntea de diode. Comanda tiris-torului este asigurata de un dispozitiv de comanda care asigura cate un impuls de comanda la fiecare semiperioada.

Schema completa a unui contactor de curent alternativ la care este arătat si modul de comanda al tiristoarelor, este arătata in figura 1.3

In figura 1.1 b. sunt arătate oscilogra-mele corespunzătoare funcţionarii aces-tui contactor in cazul cand impedanta de sarcina este o rezistenta. Fiecare din tiristoare conduce cite o semiperioada, stingerea realizandu-se automat la tre-cerea prin zero a curentului.

Presupunând polaritatea tensiunii cea marcata pe figura (+) (-) si k închis, aprinderea tiristorului TI este asigurata prin dioda Dl si rezistenta Rl (care are rolul de a limita curentul de comanda); la schimbarea polarităţii tensiunii (+) (-), tiristorul T2 fiind polarizat direct este aprins prin dioda D2 si Rl. Ca urma-re, prin rezistenta de sarcina va circula

Fig. 1.1a

Fig. 1.1b Fig. 1.2 Fig. 1.3


Info Electronica 3

11

curentul de sarcina Is , atâta timp cat K este închis.

In figura 1.4. este prezentata schema unui contactor static de curent alterna-tiv cu comanda desubordonare. Aceasta schema funcţionează in felul următor: in momentul in care polaritatea sursei de alimentare devine (+) (-) / pe elec-trodul de comanda al tiristorului TI se aplica un impuls de comanda, acesta intrând in conductie si permiţând tre-cerea curentului de sarcina prin Rs. Prin circuitul format de D , Rl , TI , conden-satorul C se încarcă la polaritatea in-dicata pe figura. Cand tensiunea sursei obţine polaritatea (+) (-), tensiunea condensatorului C asigura ancorarea tiristorului T2, curentul de sarcina pe aceasta semialternanta fiind preluat de acest tiristor.

Comanda tiristorului TI este asigu-rata de un generator de impulsuri care asigura cate un impuls la fiecare peri-oada.

Rezistenta Rl limitează curentul de încărcare al condensatorului C, iar re-zistenta R2 limiteaza curentul de co-manda al tiristorului T2.

Schema de realizare a unui contac-tor static de curent alternativ utilizând un triac (tiristor care permite trece-rea curentului in ambele sensuri) este arătata in figura 4.45 a. Comanda de conductie a triacului se da prin închi-derea întrerupătorului k, care asigura aplicarea tensiunii Ua a sursei auxiliare de comanda cu minusul la electrodul de comanda (pentru asigurarea unei sensi-bilităţi mai mari).

In figura 4.45 b este prezentata o alta schema la care comanda triacului se re-alizează din sursa de alimentare. Trans-formatorul Tr prezentând o impedanta mare a înfăşurării primare, daca intre-ruptorul k este deschis (impedanta de mers in gol), triacul este ne comandat si ca urmare circuitul de sarcina este întrerupt. Închizând intreruptorul k, la bornele primarului se vede impedanta de scutcircuit, de valoare mica, care asigura comanda triacului prin apariţia unei tensiuni pe Rl de valoare mare, si deci închiderea contactorului.

Fig. 1.4

Info Electronica 3

12


O schema completa a unui contactor static utilizând un triac care permite si modificarea curentului prin sarcina, es-teprezentata in fig. 4.46. Schema poate fi utilizata pentru modificarea ilumină-rii, a temperaturii, etc.

Schema utilizează un disc, notat pe figura cu Dc, care are proprietatea de a intra in conductie numai daca tensiunea care ii este aplicata depăşeşte o anumi-

ta valoare de prag. Modificând rezisten-ta variabila Rl se modifica constanta de timp de încărcare a condensatorului C2, deci se modifica momentul (din cadrul semiperioadei) cand este atinsa tensiu-nea de prag a discului, adica momentul intrării in conductie a triacului. Se vede ca elementele Rl, C2 si Dc servesc la modificarea unghiului de aprindere al triacului.

Elementele LI, CI au rol de depara-zitare a radioreceptiei R4 si C4 îmbu-nătăţesc comportarea la deconectare in cazul in care sarcina are caracter in-ductiv, iar elementul R3 si C3 sunt ele-mente de protecţie.

Prof. Dr. Ing. Petrica Iulius

Spice

De mulţi ani electronistii amatori si firmele de profil utilizează programe de simulare si testare, pentru verificarea ca-racteristicilor funcţionale a unui proiect.

Utilizarea programelor a devenit o necesitate datorita creşterii complexi-tăţii circuitelor electronice.

Este incomparabil mai eficient sa foloseşti o masa virtuala de lucru sau chiar laborator decât sa efectuez teste fizic. Magazia de componente este pre-luata de biblioteca softului, aparatele au cu totul alt pret, si nu necesita veri-ficări metrologice, consumul de energie

Fig. 4.45a

Fig. 4.45b

Fig. 1.7


Info Electronica 3

13

electrica se reduce, dispare riscul de a strica orice piesa sau aparat.

Cele mai utilizate programe de simu-lare sunt din familia SPICE.

începutul a fost făcut la mijlocul ani-lor '70 la universitatea Berkeley (Cali-fornia) care a dezvoltat programul.

Programul a fost conceput pentru si-mularea circuitelor integrate, iar denu-mirea, SPICE este acronim de la Simu-lation Program with Intergrated Circuit Emphasis.

Primul simulator din familia SPICE con-ceput pentru a putea fi utilizat pe staţii IBM-PC a fost programul PSpice. PSpice lucrează cu acelaşi algoritm ca SPICE2.

Matematic, se rezolva prin metoda gra-furilor, se formează un sistem de ecuaţii, sistemul ecuaţii diferă de tipul analizei.

Pentru calculul punctului static de funcţionare si la analiza de curent conti-nuu se utilizează un sistem de ecuaţii al-gebrice neliniare. Acestea se rezolva prin metodele de triunghiularizare a matricii sistemului.

Pentru analiza in domeniu frecventa, elementele neliniare sunt iniarizate, cir-cuitul devine liniar. O rezolvare eficienta este cu ajutorul algoritmilor iterativi.

Daca se calculează circuitul in regim tranzitoriu se utilizează un sistem de ecu-aţii diferenţiale neliniare. Aceste sisteme de ecuaţii se rezolva prin diverse metode de integrare numerica.

Dupa selectarea bibliotecii specifice PSpice si realizarea montajului, respec-tând condiţiile topologice

• orice nod al circuitului sa aiba conec-tate minim doua componente

• continua la masa

• din surse de curent si/sau condensa-toare

poate fi simulata funcţionarea mon-tajului prin una din analizele standard:

1) calculul punctului static de func-ţionare (PSF)

2) analiza in curent continuu (DC)

3) analiza răspunsului in frecventa (AC)

4) analiza in regim tranzitoriu (timo) (TRAN)

Info Electronica 3

14


Perii Electrice

5) analiza de zgomot (NOISE)

6) calculul componentelor spectrale

(FOUR)

7) calculul transferului de semnal mic in curent continuu (TF)

8) calculul senzitivitatii (SENS)

1) Sunt calculate tensiunile din no-duri, curenţii si parametrii de semnal a dispozitivelor si surselor neliniare. Cal-cularea punctului static (PSF) permite continuarea celorlalte analize.

2) Calculul in curent continuu (DC) este o repetare de n ori a punctului sta-tic de funcţionare, funcţie de variaţia, intr-un interval ales, a sursei sau a unui parametru din circuit.

3) Prin aceasta analiza se determina răspunsul in frecventa al montajului (cir-cuitului).

4) Analiza in regim tranzitoriu este, poate, cea mai utilizata.

Prin aceasta analiza se simulează func-ţionarea circuitului in domeniul timp.

Pasul de timp cat si limitele, startul si perioada cat sa dureze simularea, sunt in-troduse de utilizator.

Prezentare generala:

• Periile electrice sunt parti compo-nente ale maşinilor electrice rotative. Rolul lor in buna functioare a maşinilor electrice este de a sigura regimul nor-mal de funcţionare la parametrii nomi-nali - viteza, temperatura, putere, vi-braţii dar si unele cazuri speciale care intervin in mod accidental in cursul funcţionarii.

In modul cel mai simplu o perie elec-trica poate fi reprezentata astfel:

Unde distingem:1. corpul periei, 2. conductor de conexiune,

3. papuc electric


Info Electronica 3

15

Sunt foarte multe forme si dimen-siuni ale corpului periei, in funcţie de tipul maşinilor electrice, unde sunt montate.

Condiţiile de funcţionare - pot func-ţiona in condiţiile speciale pentru care au fost realizate - condiţii de mediu ambiant:

• Altitudine

• Temperatura

• Conditii speciale: aviatie, feroviar

Condiţii tehnice:

• suprasarcina accidentala sau de durata

• timp de raspuns in a asigura regi-mul de functionare la reversibilitatea sensului de rotaţie

• fiabilitate - asigurand in acest mod direct si siguranta in funcţionare a în-treg ansamblului unde sunt montate - ceea ce duce la eficientizarea produc-ţiei - si ca urmare obţinerea unui profit comercial necesar.

Pentru a putea fi utilizate in mod efi-cient si corect pentru fiecare destinaţie, periile electrice trebuie identificate.

Modul de identificare este următo-rul:

• EG-R - electrografit

• BG-R - bachelitografit

• MG - R - metalgrafit

• CD - R - carbon dur

• AG - argint grafit

Fiecare marca de perii se utilizează domeniu al maşinilor electrice rotati-ve.

MARCA

• EG - R - sunt perii electrice des-tinate motoarelor - generatoarelor din sectorul industrial

• tractiune - motoarele folosite in transportul urban - tranvaie, troleibuze

• generatoare - hidrocentrale sau termocentrale

• diverse alte domenii, inclusiv apa-ratele din sectorul casnic - aspiratoare, flexuri, maşini de găurit

Marca EG-R - se caracterizează prin densitate de curent medie si viteza de rotaţie mare - funcţionează in condiţii de comutaţie electrica

• MG - R - sunt periile electrice desti-nate motoarelor si generatoarelor care funcţionează fara comutaţie electrica

• densitate mare de curent

• viteza redusa

Se utilizează in construcţia demaroa-relor, alternatoarelor, motoraşe de ster-gatoare de parbriz, domeniul auto... Se mai utilizează si in domeniul feroviar la perii de nul - asigurând protecţia la electrocutări; la tensiuni pana la 400 Vc.c. - macarale, poduri rulante.

• AG - R - perii electrice cu destina-tii speciale. Avand o cădere foarte mica de tensiune in contactul de alunecare, se foloseşte in instalaţii de precizie mare si de măsura - taho-generatoare,

Info Electronica 3

16


Competenta Si Performanta Informationala In Organizarea Functionala A Creierului Uman

motoare electrice cu regimuri speciale de funcţionare in domeniul instalaţiilor aviatice, etc.

• BG - R - perii electrice cu un dome-niu restrâns de utilizare - aspiratoare si

De la înce-put sa sublini-em ca una din consecinţele metodologice cele mai no-

tabile ale pătrunderii modelului ciber-netic de analiza in neurofiziologie a fost înlocuirea viziunii anatomic - reactive asupra creierului cu cea activ informa-tionala.

In lumina acesteia, creierul incetea-za a mai fi un conglomerat de centre in sine statice care se comporta pur re-

activ, dand răspunsuri reflexe automate la acţiunea diverşilor stimuli externi; el devine un sistem activ - informaţional, care funcţionează pe baza unor comple-xe scheme logico - operaţionale. Neuro-nii nu sunt doar nişte simpli acumulatori si emiţători de energie, ci, vorbind in limbajul tehnicii de calcul, ei reprezin-tă miniprocesoare, adică aparate logice microscopice care efectuează, in con-formitate cu anumite reguli, principii, etc, prelucrarea, integrarea, stocarea si utilizarea informaţiilor extrase din mediul intern si extern al organismului

in regimuri de funcţionare particulari-zate. Se caracterizează prin densitate de curent mica si viteza de rotaţie foar-te mare.

• CD - R - posibilitati foarte mici de utilizare - mai mult in domeniul auto - in sistemul de transmisie al bobinei de inducţie.

Pentru buna funcţionare in locul de utilizare, periile electrice sunt verifica-te conform unei metodologii specifice ce include:

• metoda de verificare

• aparatura necesara

• personal de verificare

Ing. Dumitru Ion


Info Electronica 3

17

Sursa De Putere Cu Invertor

Sursa de putere cu invertor face par-te din familia redresoarelor de sudare comandate indirect. Un ele ment compo-nent comun tuturor redresoarelor pentru sudare cu arc electric este transforma-torul de adaptare a parametrilor pute-rii electrice (tensiune, curent) la valori necesare amorsării si întreţinerii arcului electric de sudare. Transformatorul are, de asemenea rolul de separare galvanica a circuitului de sudare de cel al re ţelei, pentru asigurarea electrosecuritatii ope-ratorului. Prin gabarit de masa, transfor-matorul deţine ponderea in gabaritul si masa ansamblului sursei de putere pen-tru sudare de tip redresor.

Principiul sursei de putere cu inver-tor exploatează fenomenul comutaţiei la înalta frecventa, insa spre deosebire de sursa de timp chopper (cu comutaţie secundara), in acest caz blocul de comu-tatie (invertorul) este conectat in circui-tul primar al tran sformatorului de adap-

tare / separare. Frecventa de comutaţie (de functionnare) a blocului invertor era la primele surse de circa 5 kHz (invertoare cu tiristoare rapide, dezvoltate la sfârşi-tul anilor 70). La ora actuala, frecventa de funcţionare este de 20 - 100 kHz. Astfel cuplajul cu circuitul de sudare se reali-zează prin camp electromagnetic de înal-ta frecventa, ceea ce duce la reducerea considerabila a dimensiunilor de gabarit ale trasformatorului, in con formitate cu relaţia de dimensionare de baza, valabi-la la tensiune si curent sinusoidale, si in ipoteza neglijarii efectelor pelicular si de proximitate.

Unde :

AFe - este aria secţiunii transversale a mie zului feromagnetic (mp)

Ab - aria secţiunii transversale totale a bobinajului (primar si secundar), (mmp);

pentru comanda si controlul comparti-mentului. Influxul nervos nu mai consti-tuie, cum se credea in neurofiziologia tradiţionala, conţinutul activităţii siste-mului nervos, ci doar suportul fizic de codificare si transmitere a mesajelor informaţionale, care ca atare sunt lipsi-te de proprietăţi substanţial - energeti-ce perceptibile.

Influxul nervos nu mai constituie, cum se credea in neurofiziologia tradi-

ţionala, conţinutul activităţii sistemului nervos, ci doar suportul fizic de codifi-care si transmitere a mesajelor infor-maţionale, care ca atare sunt lipsite de proprietăţi substanţial - energetice perceptibile.

Academician Constantin ArseniArticol din : "Inteligenta Artificiala si Robotica" de Mihai Draganescu

Info Electronica 3

18


Si = U1I1 - puterea aparenta a transforma torului, (VA), (U1I1 - tensiu-nea, curentul pri mar);

KCu - factor de umplere al abobinajului (va lori uzuale = 0,6 ...0,8);

J - densitatea de curent in înfăşurări (uzual, 2...5 ( A/mmp)

Bm - amplitudinea inducţiei magneti-ce in miez (uzual 0,15 ...0,2 (T), pentru ferite);

f- frecventa tensiunii de alimentare, (Hz). Aceasta ecuaţie corelează dimen-siunile caracteristice ale miezului fero-magnetic, expri mate prin produsul ariilor disponibile din punct de vedre construc-tiv, cu valorile mărimilor de distribuţie locala ale câmpului electromagnetic in

mediile de confinare (miez si înfăşurări), pa rametrizate prin frecventa de variaţie a câmpului, prin transferul unei puteri date.

Relaţia (3.1) evidenţiază efectul frec-ventei de funcţionare a transformatorului asu pra dimensiunilor sale caracteristice.

Acest efect se poate constata si in fig. 3.1 in care s-a reprezntat variaţia procen-tuala a volumului unui transformator in funcţie de frecventa, ra portat la volumul unui transformator la frec venta de 50 Hz, in condiţia menţinerii con stante a puterii nominale.

Se observa ca pentru un transformator cu puterea de 20 kw, volumul se reduce de circa 12 ori, respectiv masa de circa 17 ori la frecventa de 50 kHz, fata de frec-venta de 50 Hz. Pierderile de putere se reduc de aproxi mativ 25 de ori. De ase-menea se reduce consi derabil numărul de spire respectiv lungimea înfăşurărilor.

Prof. Dr. Ing. Sora Ion

Modulator Optic La Frecvente De Ordinul Terahertilor

Prin utilizarea undelor electromag-netice in locul curentului electric pen-tru a realiza comutaţia, cercetătorii au reuşit sa creeze un modulator optic care lucrează la frecvente de ordinul terahertilor - o realizare care ar putea înlesni in viitor transmisia de date cu

viteze de trilioane de biti pe secunda.

Aceasta reuşita reprezintă un impor-tant pas înainte către o noua generaţie de sisteme optice de comunicaţii de o suta de ori mai rapide in comparaţie cu tehnologia actuala, deschizând posibi-


Info Electronica 3

19

lităţi pentru noi aplicaţii precum tele-medicina in timp real si filme la cerere. In timpul lucrului cu modulatorul de or-dinul terahertilor, echipa de cercetare a observat un efect care este binecu-noscut in fizica atomica, dar care nu a putut fi pus in evidenta pana in prezent

in materialele semiconductoarele a modulatorului.

Articol preluat de pe siteul: http://gtresearchnews.gatech.edu/newsreleas

Semnale Cuaziperiodice

S-a observat la semnalele periodice oarecare ca frecventa unei linii spectrale este un mul tiplu al frecventei fundamen-tale 1, de unde rezulta ca raportul frec-ventelor a doua linii spectrale oarecare n / m reprezintă un număr raţional. Pornind in sens invers, o suma de semnale armoni-ce individuale, la care raportul frecvente-lor a doua semnale luate arbitrar este un număr raţional, poate reprezenta o func-ţie periodica. Altfel spus se obţine sinteza semna lului din componentele sale.

Un semnal realizat dintr-o suma de funcţii armonice, la care condiţia ca ra-portul dintre doua frecvente oarecare sa constituie un nu măr raţional nu este înde-plinita, nu formează prin sinteza un sem-nal periodic. Pentru moti vul ca este com-

pus din semnale armonice, acest semnal se numeşte cvasiperiodic. In acest caz:

Este evident ca in acest caz nu se poate determina o frecventa fundamen-tala 1 in fun cţie de care sa se exprime celelalte frecvente k.

Fig. 1.1

Functia spectru a unui semnal cuasiperiodic

Info Electronica 3

20


Semnale Neperiodice, Tranzitorii

In aceasta categorie sunt incluse sem-nalele care nu se încadrează in clasa semnalelor pe riodice sau cvasiperiodice, evoluţia lor desfasurandu-se dupa o lege oarecare in funcţie de timp. Exemple de funcţii tranzitorii, indicate in figura 1.2:

a) Funcţia exponenţiala, obţinută la descărcarea unui condendsator:

b) Semnalul impuls Dirac, definit in funcţie de timp:

si in plus satisface la conditia:

c) Semnalul tranzitoriu 0 oscilator amortizat: f (t) = Me x cos(bt), care apare la sistemele de ordinul 2 pentru care ecuaţia caracteristica are rădăcini complex conjugate.

d) Semnalul dreptunghiular:

Semnalele tranzitorii se mai numesc si singulare in baza faptului ca se pot con-sidera periodice, dar la care perioada T. Ca urmare si aceste funcţii se pot expri-ma printr-o suma de funcţii armonice, lacare limitele spectrale devin atat dea-propiate incat rezoluţia 0. Se obţine un spectru continuu F(u) a cărei valoare se determina din f(t) prin relaţia:

care constituie transformata Fourier. In figura 1.5 sunt indicate funcţiile spec-tru Fourier pentru funcţiile semnal date. Astfel caracteristica semnalelor tranzi-torii sau singulare o constituie funcţia spectru cu variaţie continua si deci cu rezoluţie nula a liniilor spectrale.

Fig. 1.2

Semnale tranzitorii si functiile spectru aferente


Info Electronica 3

21

Semnale Aleatoare

Prin mărime aleatoare se înţelege o mărime care poate capata o valoare sau alta, fara sa se poată sti dinainte ce valoare va lua, valoarea obţinută fiind re zultatul unui experiment.

Mărimile aleatoare sunt continue daca valorile obţi nute sunt conţinute intr-un anumit interval si discon tinue cand pot obţine un număr finit de valori dis tincte. Un proces aleator sau stoha-stic este definit ca o funcţie aleatoare care poate îmbracă in decursul unor ex-perimente, realiza te in condiţii simila-re, di ferite forme concrete fara sa se cunoască dinainte ce evoluţie se va ob-ţine in urma fiecărui experiment.

Denumirea de proces a leator sau stohastic se uti lizează mai intii pentru a desemna fenomene fizice care vari-ază de maniera aleatoare in funcţie de timp. In al doilea rand se foloseşte pentru a desem na funcţii aleatoare de o variabila netemporala (un ghi, spaţiu sau un para metru fizic oarecare) care in ultima instanţa se poate asocia cu vari-abila tempo rala t. In aceste condiţii se poate afirma ca in ultima analiza pro-cesele aleatoare sunt funcţii de timp. Expe rimentele realizate asupra unui proces aleator sunt puse in evidenta prin înregistrări, o înregistrare consti-tuind o rea lizare a procesului aleator.

Valoarea procesului aleator depin-de de variabila t si de o variabila Z ce

evidenţiază caracterul probabilistic al procesului exami nat. Z reprezintă ex-perimentul la momentul ti si pentru un proces aparţine unei mulţimi de eveni-mente cu caracter aleator, in exemplu dat reprezentând mulţimea numerelor obţinute prin intersectarea cu ordonata ti. De aceea procesul aleator se repre-zintă prin simbolul X(t, Z) cu realizările x(1) (t), x(2) (t) etc. Pentru un rezultat dat Z> funcţia aleatoare X(t, Z) repre-zintă o simpla funcţie de timp, iar la un timp dat t, X(£) reprezintă o variabila aleatoare. Procesele aleatoare se îm-part in doua clase: staţionare si nestati-onare. La rândul lor cele staţionare pot fi ergodice sau neergodige (3), (4), (7).

Prof. Dr. Ing. Stefan Garlasu

Fig. 1.3Grafic cu mai multe realizari ale unui proces aleator. Valorile procesului aleatorla momentul t1, pornind de la Graficul 1

Fig. 1.4

Clasificarea semnalelor aleatoare Fig. 1.5

Info Electronica 3

22


Teleghidarea rachetelor

Controlul după linia de vedere (CLOS -command-to-line-of-sight) a ghidării rachete lor de apărare (misile) se efec-tuează în sco pul minimizării distanţei dintre ea şi linia imaginară care leagă staţia de lansare şi ţinta, care poate fi un obiect aerian inamic. În această ma-nieră racheta va fi obligată să se situeze pe linia de vedere şi să nu o pără sească până la impactul cu ţinta. La staţia de la sol există un sistem de control, care ia în consideraţie informaţiile de urmărire, privind poziţia rachetei, poziţia ţintei, viteza unghiu lară şi acceleraţia liniei de vedere, pentru a realiza acceleraţia ne-cesară a rachetei. Aceste date se trans-mit rachetei pe calea radio.

În aceste condiţii este necesară utili-zarea strategiei „viraj cu răsucire", (BTT - bank-to-turn). Racheta utilizează mai întâi eleroanele pentru a o roti în direc-ţia dorită, figura 7.7, apoi se utilizează profundorul pentru a ac celera racheta pe linia de vedere. în practică ambele sisteme. Eleroanele şi profundorul (ele-vatorul) sunt acţionate simultan, reali-

zân-du-se un cuplaj neliniar. În cazul în care se utilizează abordarea convenţiona-lă a con trolului, din cauza acestui cuplaj neliniar, apar dificultăţi în reactualizarea axelor prin operaţii de transformare com-plicate. Pentru a evita aceste dificultăţi se apelează la conducerea cu controlere bazate pe reţele neuronale artifi ciale în figura 7.8 sunt indicate axele rachetei cu sensurile de rotire aferente. Axa de-a lun gul rachetei Xm are unghiul de rotire. (roii), axa Ym este orizontala ce trece prin centrul de greutate, cu deviaţia q, (pitch) şi axa Zm este verticala prin cen-trul de masă a rachetei, cu sensul înspre pământ, (yaw) cu rata de rotire r. în ca-drul sistemului „viraj cu unghiul de atac (dintre axa rachetei şi planul orizontal), z componenta vitezei pe verticală şi z cota rachetei. O buclă separată s-a prevăzut pentru unghiul de rotire d, în care este montat un filtru F(s), pentru a asigura o margine de fază de 48° şi o margine de modul de 6,8 decibeli. Răspunsul la sem-nal treaptă a acestui controler este indi-cat în figura 7.10

Teleghidarea pe linia de vedere cu virare si rasucire

Fig. 7.7


Info Electronica 3

23

Ecuatiile pentru rotirea pe axa ori-zontala (pitch) si a filtrului F(s) au ex-presiile:

Schema generala, cu structura pentru controlul in spatiul 3D, este indicata in figura 7.11, iar schema completa a legii de control este indicata in figura 7.12, care cuprinde un model de referinta, Gref(s), controlerul din figura 7.9, aso-ciat cu un bloc de instruire neural si un dispozitiv de ajustare a ponderilor.

In schema controlerului RNA, din figu-ra 7.9. si 7.12 este prevazuta o functie de activare sigmoidala, pentru limitarea superioara. Pentru evitarea efectului re-zonant provocat de rafalele de vant este introdus pe linia directa a schemei de conducere un nou filtru ( ) N s Functiile de transfer ale acestuia şi a modelului de proces sunt:

Teleghidarea pe linia de vedere cu virare si rasucire

Sistemul de axe ale rachetei cu sensurile aferente

Fig. 7.8

Controlerul RNA pentru unghiul

Fig. 7.9

Fig. 7.10

Raspunsul indicial al controlerului

Info Electronica 3

24


Elementul de comparaţie E determi-na eroarea e=z-zref si in baza criteriului de cost J(k) sau cel cumulat Jc(k)

Această structură se încadrează în categoria sistemelor de conducere adaptivă cu model de referinţă utilizând

reţele neuronale artificiale. Această structură a dat satisfacţie în sensul că racheta este condusă pe linia de vede-re, fără erori semnificative.

Prof. Dr. Ing. Stefan Garlasu

Structura controlului in spatiul 3D

Fig. 7.11

Fig. 7.12

Structura generala a sistemului de teleghidare

a rachetelor(Lightbody, Irwin 1995)

Documents

Info Electronica 3revista.infoelectronica.ro/date_upload/revista/ie-revista-3.pdf · Contactoare Statice De Curent Alternativ Schema principala de realizare a unui contactor static