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Lista de Transformada Z, Exercícios de Sistemas de Controle Avançados

Lista de exercicios de transformada z, sistema de controle lineares

Tipologia: Exercícios

2021

Compartilhado em 13/06/2021

lennin-lacerda-12
lennin-lacerda-12 🇧🇷

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bg1
Lista - Transformada Z
1. Mostre que
Z{kx(k)}=zdX(z)
dz ,
em que X(z) = Z{x(k)}.
2. Encontre a transformada Zdas seguintes sequências:
(a) x(k) = kak1, k 0
(b) x(k) = k2, k 0
(c) x(k) = 9k2k12k+ 3, k 0
3. (a) Calcule X(z) = Z{x(k)}, em que x(k)é descrita por:
x(k) = ½k+ 1, k = 0,1,2,3
0, k 4.
(b) Seja, agora, y(k) = x(k),0k3ey(k) = y(k4),k4ey(k) = 0,k < 0,
em que x(k)foi definida no item (a). Calcule Y(z) = Z{y(k)}.
(c) Seja x(k)uma sequência limitada de comprimento n, isto é, x(k) = 0 para kn
e defina y(k) = x(k),0kn1ey(k) = y(kn),kn. Note que y(k)é
uma sequência periódica com período igual a n. Mostre que se X(z) = Z {x(k)},
então
Y(z) = Z{y(k)}=X(z)
1zn.
4. Define-se a convolução discreta entre duas sequências f(k)eg(k)como
h(k) = f(k)? g(k) =
X
n=0
f(n)g(kn),
que pode também ser expressa como:
h(k) = f(k)? g(k) =
k
X
n=0
f(n)g(kn),
quando f(k) = g(k) = 0, k < 0.
(a) Suponha que
f(k) = ½k, k = 0,1,2,3, . . .
0, k < 0,
g(k) = ½2k, k = 0,1,2,3, . . .
0, k < 0.
Calcule h(k) = f(k)? g(k),k= 0,1,2,3.
(b) Demonstre que se f(k)F(z)eg(k)G(z), então h(k) = f(k)? g(k)
H(z) = F(z)G(z).
(c) Utilizando o resultado do item (b), encontre h(k)para as sequências f(k)eg(k)
definidas em (a)e compare com os resultados obtidos em (a).
5. Obtenha a transformada Zinversa das seguintes funções:
pf2

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Lista - Transformada Z

  1. Mostre que Z{kx(k)} = −z dX dz(z ), em que X(z) = Z{x(k)}.
  2. Encontre a transformada Z das seguintes sequências: (a) x(k) = kak−^1 , k ≥ 0 (b) x(k) = k^2 , k ≥ 0 (c) x(k) = 9k 2 k−^1 − 2 k^ + 3, k ≥ 0
  3. (a) Calcule X(z) = Z{x(k)}, em que x(k) é descrita por:

x(k) =

{ (^) k + 1, k = 0, 1 , 2 , 3 0 , k ≥ 4. (b) Seja, agora, y(k) = x(k), 0 ≤ k ≤ 3 e y(k) = y(k − 4), k ≥ 4 e y(k) = 0, k < 0 , em que x(k) foi definida no item (a). Calcule Y (z) = Z{y(k)}. (c) Seja x(k) uma sequência limitada de comprimento n, isto é, x(k) = 0 para k ≥ n e defina y(k) = x(k), 0 ≤ k ≤ n − 1 e y(k) = y(k − n), k ≥ n. Note que y(k) é uma sequência periódica com período igual a n. Mostre que se X(z) = Z{x(k)}, então Y (z) = Z{y(k)} = 1 X−( zz−)n.

  1. Define-se a convolução discreta entre duas sequências f (k) e g(k) como

h(k) = f (k)? g(k) =

∑^ ∞

n=

f (n)g(k − n), que pode também ser expressa como:

h(k) = f (k)? g(k) = ∑^ k n=

f (n)g(k − n), quando f (k) = g(k) = 0, k < 0. (a) Suponha que f (k) =

{ (^) k, k = 0, 1 , 2 , 3 ,... 0 , k < 0 , g(k) =

{ (^2) k, k = 0, 1 , 2 , 3 ,... 0 , k < 0. Calcule h(k) = f (k)? g(k), k = 0, 1 , 2 , 3. (b) Demonstre que se f (k) ↔ F (z) e g(k) ↔ G(z), então h(k) = f (k)? g(k) ↔ H(z) = F (z)G(z). (c) Utilizando o resultado do item (b), encontre h(k) para as sequências f (k) e g(k) definidas em (a) e compare com os resultados obtidos em (a).

  1. Obtenha a transformada Z inversa das seguintes funções:

(a) X(z) = (^) (z−^2 2)z^32 +(zz−1) ; (b) X(z) = (^) (z−1)(^10 z−2) ; (c) X(z) = (^) (1−zz−−^21 ) 3 ; (d) X(z) = z(z(z−+2)1) 2 ; (e) X(z) = 3 zz^24 +(zz−+11).