Система и её компоненты

Любую систему можно представить в виде функциональной или структурной схемы.

Функциональная схема - это схематическое изображение взаимодействия между элементами. Элементы представляются в виде геометрических фигур, связи - стрелками.

Структурная схема - это математическая модель элементов и связей между ними. Каждый блок описывается математическим уравнением. Каждый элемент имеет вход и выход.

Вход - место приложения внешнего воздействия (стимула, внешнего сигнала, раздражения или возмущения X(t)).

с

Z

реда

X Y

Вход характеризуется способностью поглощать энергию, информацию, материю - воздействие на систему.

Выход - место снятия выходной характеристики (реакции на воздействие, выходной сигнал). Выходная характеристика - это изменение выходного сигнала Y(t) во времени.

Выход характеризуется способностью выдавать энергию, информацию, материю.

Среда - окружающее систему пространство, с которым система обменивается информацией, энергией, материей.

На входе и выходе может быть несколько сигналов и характеристик. Различают четыре типа схем взаимодействия между элементами систем:

1. Одинарно - одинарная.

2. Одинарно - многомерная.

3. Многомерно - одинарная.

4. Многомерно - многомерная.

Схема взаимодействия и поведения системы определяется тремя факторами:

1. Характеристиками составляющих её элементов и подсистем.

2. Структурой взаимодействия отдельных элементов.

3. Свойствами входных сигналов.

Типичные входные сигналы технических систем.

В реальных условиях входные сигналы (входные функции) могут иметь произвольный характер. Для исследования динамических характеристик (свойств) технических элементов и систем выбирают такие типичные влияния (возмущения), которые по возможности близко отображали бы наиболее существенные особенности реальных возмущений. Кроме того, для сравнения отдельных элементов и систем между собой, наверное, следует подвергать их однотипным возмущениям (влияниям). Наиболее часто в качестве типичных входных влияний используются:

1. Ступенчатый входной сигнал (единичный прыжок).

2. Импульсный входной сигнал (единичный импульс).

3. Гармоничный входной сигнал (синусоида).

Единичный скачек (единичная функция) 1(t) - функция, неизменная по величине и равная единице для всех моментов времени t >0, а при всех значениях t < 0 тождественно равняется нулю.

0 при t < 0, 0 при t < 0,

1(t) = X (t) = A 1(t) =

1 при t > 0. A при t > 0.

Единичный импульс (или функция Дирака) (t) , дельта-функция, импульсная функция представляет собой импульс бесконечно большой амплитуды с бесконечно малой продолжительностью.

 при t = 0,

(t) = 0 при t = 0.

Единичный гармонический сигнал - гармонические колебания с постоянной амплитудой, равной единице.

X (t) = A sin (t + ), при А = 1. Здесь А - амплитуда колебаний, ( - круговая частота,  - начальная фаза.

Типичные влияния используют для исследования временных и частотных характеристик технических элементов и систем.