Processamento de Sinais para engenheiros

Código: 978-85-93479-31-1X Marca:
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FORMATOS: PAPEL E EBOOK PDF

NÚMERO DE PÁGINAS: 420

ANO: 2017 / DEZEMBRO

SOBRE O LIVRO:

Esta obra destina-se a estudantes, professores, mestrandos e doutorandos nas áreas de Engenharias, que desenvolvam trabalhos envolvendo o processamento e a análise de sinais.

O processamento de sinais é um campo importante das engenharias em constante evolução. Uma das motivações para escrever este livro foi que a grande maioria dos livros existentes na área de processamento de sinais são muito teóricos, não atendem as necessidades dos leitores, que necessitam pôr em pratica os conhecimentos teóricos adquiridos em diversas disciplinas correlatas, como matemática, física, engenharia elétrica e engenharia mecânica. Espera-se que o leitor encontre neste livro os conceitos necessários para sua aplicação prática de processamento e análise de sinais em seu dia a dia. Os softwares MATLAB e LABVIEW são apresentados neste livro, que atualmente representam as principais ferramentas para aplicação em processamento e análise de sinais. Também, são introduzidas as transformadas matemáticas (Fourier, Wavelet e Z), cada uma com aplicações práticas, por meio de exercícios resolvidos, no domínio da frequência, tempo-frequência e tempo discreto. 

SUMÁRIO:

CAPÍTULO 1 - INTRODUÇÃO AO ESTUDO DOS SINAIS E SISTEMAS. 14
1.1 O que é um sinal?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
1.2 Tipos básicos de sinal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
1.3 Sistemas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
1.4 Exercícios propostos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24


CAPÍTULO 2 - SISTEMA DE AQUISIÇÃO DE SINAIS. 25
2.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
2.2 Sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
2.3 Condicionadores de sinal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
2.4 Hardware de aquisição de sinais . . . . . . . . . . . . . . . .41
2.5 Computador . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
2.6 Software. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
2.7 Exercícios propostos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57


CAPÍTULO 3 - SOFTWARE LABVIEW. 59
3.1 Software para processamento e aquisição de sinais . . . 59
3.2 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59
3.3 Painel frontal ( front panel). . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
3.4 Diagrama de bloco (block diagram). . . . . . . . . . . . . .61
3.5 Paleta de ferramentas ( tools). . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
3.6 Paleta de controle ( controls). . . . . . . . . . . . . . . . . . .63
3.7 Paleta de funções ( functions) . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
3.8 Ícone e conector. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
3.9 Programação do fluxo de dados . . . . . . . . . . . . . . . . .65
3.10 Aplicação prática 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
3.11 Aplicação prática 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74
3.12 Aplicação prática 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
3.13 Exercícios propostos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88

CAPÍTULO 4 - SOFTWARE MATLAB . 92
4.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92
4.2 Ambiente MATLAB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .93
4.3 Exercícios propostos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151


CAPÍTULO 5 - AMOSTRAGEM DO SINAL . 153
5.1. Largura de banda . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .153
5.2. Teoremas de Nyquist . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .155
5.3. Teorema de Shannon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156
5.4 Conversão analógica digital. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .158
5.5 Configuração de um canal de entrada analógica . . . . .167
5.6 Exercícios propostos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .172


CAPÍTULO 6. 175
Filtros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
6.1. Processo de filtragem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
6.2. Tipos de filtro . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176
6.3 Filtros analógicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .180
6.4 Filtros digitais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .182
6.5 Projeto de filtros digitais . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .198
6.6 Exercícios propostos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .227


CAPÍTULO 7. 231
Transformada de Fourier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .231
7.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .231
7.2 Série de Fourier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .232
7.3 Transformada contínua de Fourier . . . . . . . . . . . . . . .238
7.4 Transformada discreta de Fourier . . . . . . . . . . . . . . .246
7.5 Exercícios propostos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .270


CAPÍTULO 8. 272
Transformada wavelet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .272
8.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .272
8.2 Transformada contínua de Fourier (TF) . . . . . . . . . . .273
8.3 A transformada de Fourier de curta duração (STFT) . . 274
8.4 Transformada wavelet (TW) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .276
8.5 Análise TW por par de filtros . . . . . . . . . . . . . . . . . .278
8.6 Tipos de transformada wavelet . . . . . . . . . . . . . . . . .279
8.7 Transformada wavelet contínua (CWT) . . . . . . . . . . .283
8.8 Transformada Wavelet discreta (DWT) . . . . . . . . . . . .293
8.9 Exercícios propostos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .316


CAPÍTULO 9 - TRANSFORMADA Z . 318
9.1 Análise de sistemas discretos. . . . . . . . . . . . . . . . . . .318
9. 2 Introdução à transformada Z . . . . . . . . . . . . . . . . . . .324
9.3 Equações às diferenças . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .344
9. 4. Função de transferência . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
9.5 Projeto de controle discreto direto . . . . . . . . . . . . . .368
9.6 Exercícios propostos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .374


CAPÍTULO 10 - APLICAÇÕES PRÁTICAS. 377
10.1 Usando MATLAB para medição de vibrações . . . . . . 377
10.2 Transformada de Fourier versus transformada wavelet
em condições não estacionária . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .385
10.3 Implementação de filtros FIR no MA TLAB . . . . . . .391
10.4 Controlador digital de Dahlin . . . . . . . . . . . . . . . . .393


APÊNDICE A - BIBLIOTECA DO SOFTWARE MATLAB. 398


APÊNDICE B - TABELAS DE TRANSFORMADA. 410


REFERÊNCIAS . 417

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