Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана каф. РЛ-6 «Технологии приборостроения»

Лабораторная работа

Исследование параллельной фильтрации зашумленного сигнала клеточной нейронной сетью в зависимости от параметра R

Студент группы РЛ6-62

Баховадинов М.С

Преподаватель:

доц. Малышев К.В.

Москва – 2014

1. Постановка задач исследования

Аналоговая параллельная обработка сигналов, в частности, очистка синусоидального сигнала от гауссовского шума, может осуществляться клеточной нелинейной сетью (КНС), представляющей собой систему нелинейных элементов, расположенных в узлах некоторой решетчатой структуры.

В узлах КНС находятся элементы, и между ними существует связь. В обработке зашумленного сигнала можно использовать RC-цепи в качестве связи между элементов.

Объект исследования – одномерная клеточная нейронная сеть из 48 ячеек. Аналоговая параллельная обработка сигналов, в частности, очистка синусоидального сигнала от гауссовского шума, может осуществляться клеточной нелинейной сетью (КНС), представляющей собой систему нелинейных элементов, расположенных в узлах некоторой решетчатой структуры.

В узлах КНС находятся элементы, и между ними существует связь. В обработке зашумленного сигнала можно использовать RC-цепи в качестве связи между элементов.

Задан параметр С =3 пФ в R-C цепи. R имеет нелинейный ВАХ. Максимальный ток I_max= 10 мA.

Параметры сигнала:

Параметры шума:

Предмет исследования – фильтрация сигнала в КНС на основе реакционно-диффузионной системы (R-D-система). Будучи самоорганизующийся системами, эти системы позволяют наиболее точную параллельную фильтрацию сигнала.

Цель работы - фильтрация входного сигнала от гауссовского шума в зависимости от параметра R между узлами в КНС на основе диффузионно-реакционной системы.

Гипотезы исследования: Предполагается, что рост R приведет к уменьшению коэффициента диффузии диффузионной части, поэтому при увеличении R точность фильтрации падает.

Задачи исследования:

1. Исследование изменения выходного сигнала в зависимости от параметра сопротивления R.

2. Исследование изменения выходного сигнала при R в зависимости от формы ВАХ-а ячеек

1. Методика расчета параллельного преобразования зашумленного радиосигнала

В данной работе, КНС представляет собой RC цепь и в зависимости от параметров R и C происходит преобразование зашумленного сигнала. Исходный сигнал представляет собой синусоидальную функцию. Для исследование КНС, этот гармонический синусоидальный сигнал зашумляется гауссовым шумом. Для расчета преобразования применяется следующая модель: входной сигнал описывается как , где U_шум – гаусовый шум с параметрами указанные выше. Анализ цепи производится следующим образом: по первому закону Кирхгофа для данной ячейки имеем: I_n-1 + I_n+1 - I_C - I = 0, где:

Рис.1 Схема ячейки клеточной сети

С учетом вышеописанных соотношений получаем следующее:

(1)

Так как

, (2) где

;

В выражении (2) первый член представляет собой диффузионную силу F_дифф , а второй – реакционную F_реак.

Диффузионная сила приводит к сглаживанию участков сигнала – снижению кривизны, причем чем выше кривизна на участке, тем с большей скоростью он сглаживается. Величина сглаживания определяется модулем производной. Зашумленные участки сигнала как раз имеют большую кривизну, т.е. будут быстро преобразовываться к виду, близкому к исходному сигналу

1. Результаты работы

R= 1 Ом

Как видно из графика, все ямы и холмы излишне сглажены, что обуславливается большим значением коэффициента диффузии. Поэтому, предполагается, что именно большое значение коэффициента диффузии уменьшает точность фильтрации шума.

R=10 Ом

При увеличении R от 1 до 10 коэффициент диффузии падает. Это видно из формулы (2). Достигается приближение к равновесному значению влияния реакционной и диффузионной части. Поэтому при значении R=10 Ом достигается наиболее точная фильтрация шума от сигнала.

R=100 Ом

Из графика видно, что сигнал превращен в меандр. Это объясняется действием реакционной части и отсутствием диффузионного воздействия.

Выводы:

В ходе исследования были получены следующие выводы:

Коэффициент диффузии должен быть оптимальным - не очень большим и не очень маленьким. Чтобы достичь этого, нужно выбрать определенные значения R. В общем случае, наиболее точная фильтрация получается когда действия диффузионной и реакционной части уравновешиваются друг другом. Гипотеза о том, что увеличения R уменьшает точность фильтрации гауссовского шума, подтверждается последними двумя графиками.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов лабораторной работы