Sisendsignaalit

Sisendsignaalit ovat signaaleja, jotka syötetään järjestelmän sisäisiin osiin sen toiminnan ohjaamiseksi, mittaamiseksi tai arvioimiseksi. Ne voivat olla sähköisiä tai fyysisiä suureita, kuten jännite, virta, paine tai lämpötila, joita muunnetaan signaaliksi. Järjestelmän vaste määräytyy sekä sisendsignaalin ominaisuuksien että järjestelmän dynamiikan perusteella. Usein mallinnuksessa ja testaamisessa tarkastellaan, miten sisendsignaali muuttaa ulostulosignaaleja ja kuinka nopeasti vaste kehittyy.

Lineaarisissa ja aika-invariantissa järjestelmissä sisendsignaalin vaikutus kuvataan usein transferfunktion tai vastefunktion avulla. Ulostulosignaali saadaan konvoluutiolla, ja taajuusalueella vaste näkyy siirtofunktion amplitudi- ja vaihevasteina. Näytteistetyissä järjestelmissä signaalin ominaisuudet vaikuttavat näytteenottotaajuuteen ja digitaaliseen käsittelyyn. Sisendsignaaleja käytetään sekä järjestelmän karakterisointiin että säätö- ja ohjausongelmien ratkaisemiseen.

Tyypillisiä sisendsignaaleja ovat askeleignaali, impulssignaali, sinusoidi ja satunnaissignaali. Jokaisella signaalityypillä on erilainen taajuuskoostumus ja voimakkuus, mikä antaa erilaista tietoa järjestelmän vasteesta. Askelignaali soveltuu vasteen kestoon, impulssignaali vasteen pieniin aikaväleihin ja sinusoidi taajuusvasteiden kartoitukseen. Satunnaissignaali puolestaan soveltuu spektrianalyysiin ja järjestelmäidentifikaation tarkasteluun.

Sisendsignaaleja käytetään teollisuuden automaatiossa, laboratorioissa ja järjestelmäanalyysissä sekä identifikaatiossa. Eri signaalisarjoja suunnittelemalla voidaan aiheuttaa järjestelmään kiinnostavia vasteita ja varmistaa, että parametrien arviot ovat luotettavia. Ennen analyysiä signaalit suodatetaan, vahvistetaan ja näytteistetään asianmukaisella näytteenottotaajuudella. Ymmärrys sisendsignaaleista on keskeinen osa säätötekniikkaa, signaalin käsittelyä ja järjestelmämallinnusta.