Système discret

Un système discret est un dispositif qui met en jeu des informations qui ne sont prises en compte qu'à des moments précis.



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Théorie du signal

Un système discret est un dispositif qui met en jeu des informations qui ne sont prises en compte qu'à des moments précis. Généralement ces instants sont espacés d'une durée constante nommée période d'échantillonnage. Le terme discret vient des mathématiques. Dans la majorité des cas, la valeur de ces informations est elle aussi échantillonnée. Il y a une approximation due à l'utilisation de mémoires numériques pour stocker l'information.

L'automatique met de plus en plus en jeu des dispositifs échantillonnés. Cela est dû à l'informatisation qui sert à réaliser de nombreux calculs par un ordinateur, un microcontrôleur ou tout autre calculateur numérique. Un ordinateur, de par son principe, fonctionne de manière discontinue. La durée entre chaque opération dépend des composants de l'ordinateur (Un processeur cadencé à 1GHz correspond à une durée de 1ns). Les informations ne peuvent par conséquent pas être traitées en continu (au contraire de un montage analogique).

C'est pour cela qu'il a fallu déterminer des méthodes d'analyse pour ces dispositifs.

Étude

L'échantillonnage implique une perte d'information sur l'entrée car le phénomène observé évolue entre deux observations.
En général, on connaît approximativement le signal à observer. On en déduit la durée maximale acceptable entre les échantillons pour ne pas perdre d'information.

Pour des signaux périodiques, on utilise le Théorème d'échantillonnage de Nyquist-Shannon : On prend la fréquence principale de sa série de Fourier et on s'arrange pour que la fréquence d'échantillonnage soit au moins deux fois supérieure.

Si on est sûr de ne pas perdre d'informations, on peut utiliser le même principe d'étude que pour des systèmes continus.
La principale différence est qu'on ne peut pas utiliser la transformée de Laplace dans le cas d'un signal échantillonné. On remplace les transformées de Laplace par des transformées en Z.

L'étude est alors globalement la même.

Mélange discret-continu

Dans la réalité, les dispositifs sont fréquemment un couplage entre du discret (la commande, fréquemment informatisée) et du continu (les phénomènes physiques). Il faut par conséquent pouvoir passer du discret au continu et vice-versa.

Lorsque un signal sort d'un module de commande, il est discretisé. Or un processus physique demandera un signal continu. On place par conséquent un bloqueur entre eux. Il existe plusieurs sortes de bloqueurs. Leur principe est de «recréer» du signal entre les valeurs discrètes. Le plus simple est le bloqueur d'ordre 0 dont la sortie garde la même valeur jusqu'à l'arrivée d'une nouvelle valeur en entrée.

Dans l'autre sens, le problème ne se pose pas véritablement puisque l'entrée ne sera prise en compte qu'à des moments determinés, peu importe si elle est continue ou discrète.

La difficulté réside dans l'étude globale du dispositif. On peut modéliser le dispositif par un dispositif continu en vérifiant que les entrées et les sorties sont bien continues et en passant des transformées en Z caractérisant les zones discrètes du dispositif aux transformées de Laplace en utilisant par exemple des tables de transformation.
Inversement, on peut aussi assimiler le dispositif à un dispositif entièrement discret et passer des transformées de Laplace caractérisant les zones continues du dispositif aux transformées en Z, à condition que les entrées et les sorties soient prises en compte sous leur forme discrète.

Les passages discret-continu sont modélisés par des bloqueurs dont il faut prendre en compte la fonction de transfert lors de l'étude.

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"Ce système discret a prouvé"

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