시스템 종류, 시스템 구분

(2020-10-20)

시스템 차수 구분, 시스템 성질 구분, 0차 시스템


1. 시스템차수 구분 (최고차 미분계수)

  ※ 거의 모든 물리계/전기전자계는, 
     - 감쇠,관성,저항,탄성,기억성 등의 성질이 있으며,
     - 통상, 이를 다음과 같이 구분하여 해석 용이성을 도모하게 됨

  ㅇ 0차 시스템 : 정적 요소 만 포함
     - 입력 변화에 신속 반응 (단순 비례항 만 포함)
     - 例) 정적 평형 상태에서 압력 게이지 등

  ㅇ 1차 시스템 : 저장(메모리) 요소 포함
     - 입력 변화에 즉각 반응 어려움 (1차 도함수항)
     - 例) 온도계 또는 체온계 등
        . 관성력(2차 도함수 항)은 무시되나, 
        . 감쇠력 및 저장(기억) 후 방출 능력(탄성력)은 있음

  ㅇ 2차 시스템 : 관성 요소 포함 (2차 도함수항 포함)
     - 例) 가속도계 등
        . 관성력,감쇠력,탄성복원력 모두 가능

  ※ ☞ 상태 방정식, 자유도 등 참조


2. 시스템의 성질 구분

  ㅇ `선형` 또는 `비선형`
     - 입출력이 직선 비례 관계가 있는지에 따라 구분
 
  ㅇ `시변` 또는 `시불변`
     - 시간에 따라 시스템 특성이 변하는지 여부에 따라 구분

  ㅇ `인과성` 또는 `비인과성`
     - 현재 출력이 현재 및 과거의 입력에 만 의존하는지 여부에 따라

  ㅇ `동적시스템` 또는 `정적시스템`
     - 시스템 변수시간에 따라 변하는지 여부에 따라

  ㅇ `재귀적` 또는 `비재귀적`
     - 출력이 다시 입력으로 사용되는지 여부에 따라 구분

  ㅇ `연속시간시스템` 또는 `이산시간시스템`
     - 시스템 입출력이 모두 연속신호인지 여부에 따라

  ㅇ `일변수 시스템` 또는 `다변수 시스템`
     - 일변수 시스템 : 단일 입력, 단일 출력를 갖는 시스템
     - 다변수 시스템 : 여러 입력 및 출력을 갖는 시스템 (다변수 함수)

  ㅇ 시스템 `안정성` 등


3. 실제 시스템의 단순 모델 표현식

  ㅇ 0차 시스템 : {# y(t) = c #}   例) 0차 샘플 홀드(ZOH)

  ㅇ 1차 시스템
     - 상수 곱셈기 : {# y(t) = a x(t) #}   例) 곱셈기
     - 적분 시스템 : {# y(t) = \int_{-\infty}^{t} x(\tau) d\tau #}   例) 적분기
     - 미분 시스템 : {# y(t) = dx(t)/dt #}   例) 미분기
     - 지연 시스템 : {# y(t) = x(t-t_0) #}   例) 지연기비선형 시스템
     - 제곱 시스템 : {# y(t) = x^2 (t) #}   例) 제곱변조기
     - 로그 압축 시스템 : {# y(t) = \log \, [|x(t)|+1] #}



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