Aproximación de dinámicas en tiempo continuo con tiempo discreto

0

No estoy seguro de si este es el mejor lugar para hacer esta pregunta, así que diríjame a la comunidad apropiada si esta pregunta parece fuera de lugar aquí.

Estoy trabajando en un proyecto en el que estoy tratando de generar un comportamiento caótico en un sistema que consta de tres circuitos RLC que interactúan entre sí de forma no lineal con retroalimentación. El sistema pretende ser un modelo altamente simplificado de un fenómeno del mundo real. Cada circuito se acciona con dos entradas:

  1. una fuente de voltaje sinusoidal
  2. mediciones realizadas en nodos en un circuito que se amplifican y se envían a los demás

El comportamiento caótico en los circuitos ha sido demostrado por Chua et al. en el llamado Chua circuit .

Tengo dos formas de generar las entradas sinusoidales a los circuitos. Primero, puedo usar generadores de función autónomos, que, según Wikipedia, generan señales al cargar y descargar un capacitor. En segundo lugar, puedo usar un sistema de adquisición de datos (o DAQ), que se interconecta con mi computadora y genera señales al muestrear una forma de onda virtual y generar las muestras. El valor que se envía se mantiene durante 1 / F_s segundos, donde F_s es la frecuencia de muestreo.

Por comodidad, preferiría usar este último porque la entrada se puede controlar fácilmente (activar o desactivar y ajustar la amplitud o la frecuencia) en función de las mediciones de voltaje que tomo en diferentes elementos de mi sistema. Sin embargo, debido a que la señal generada por el DAQ no es realmente de tiempo continuo (a diferencia del mundo real en el que el tiempo es continuo) en el sentido de que el valor de salida solo se actualiza cada 1 / F_s segundos, Me pregunto si las interacciones y los comentarios podrán recrear con precisión el mismo tipo de comportamiento caótico que producirían las entradas de tiempo verdaderamente continuas (como las generadas por un generador de funciones).

Es importante destacar que mis señales de entrada sinusoidales están limitadas en banda a 100 Hz y la frecuencia de muestreo del DAQ puede ser de hasta 80 kHz. A bajas frecuencias de muestreo (menos de 1 kHz), puedo ver claramente saltos de voltaje entre muestras sucesivas cuando mido la señal generada por DAQ en un osciloscopio. A velocidades de muestreo más altas (decenas de kHz), estos saltos desaparecen esencialmente (aunque sé que están ahí y simplemente no se pueden ver).

    

1 respuesta

1
  

Me pregunto si las interacciones y los comentarios serán capaces de   recrea con precisión el mismo tipo de comportamiento caótico que verdaderamente   Entradas de tiempo continuo (como las generadas por una función   generador) produciría.

Sí, podrá recrear el comportamiento caótico, pero solo si la respuesta del sistema no lineal se limita a 100Hz (lo que probablemente no sea).

Dado que la entrada a su sistema digital es de 100Hz, es un limitador para la respuesta del sistema digital.

Si puede probar que la respuesta de los sistemas no lineales está limitada a menos de 100Hz, no debe preocuparse por lo que el sistema digital está haciendo con el sistema analógico.

Un método que podría ayudar a determinar esto es insertar uno o más filtros de paso bajo en el circuito no lineal y observar el resultado. Un problema que preveo es que el circuito puede sufrir de limitación de banda porque los circuitos no lineales cambian el comportamiento de pequeñas fluctuaciones (efecto mariposa).

Otro método que podría ayudar a determinar si el circuito no lineal se limitaría a limitarlo a 100Hz sería simular este circuito en SPICE y cambiar el tiempo de simulación a un intervalo de tiempo fijo con una frecuencia de 100Hz

Si el sistema funciona, el DAQ necesitará un filtro de paso bajo en la salida (probablemente a 100 Hz) para recrear la señal y reducir el corte de la retención de orden cero.

Fuente: audio RealHD

También hay diferentes tipos de retenciones que puede usar con un sistema digital para recrear con mayor precisión una señal y la transformación bi-lineal para determinar la respuesta:

Fuente: Slideplayer

    
respondido por el laptop2d

Lea otras preguntas en las etiquetas