Моделирование процессов с использованием системы MATLAB (1085780), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Прибольшом порядке фильтра ограничиться 6-10 коэффициентами.Закрыть окно Design Filter без сохранения результатов.Вариант 1. Полоса частот входного сигнала 48 кГц. Полоса пропускания — выше 22 кГц при неравномерности 6 дБ. Ослабление частотниже 16 кГц не менее 60 дБ.Вариант 2. Полоса частот входного сигнала 0…6 кГц. Полоса пропускания 1500±50 Гц при неравномерности 3 дБ.
Ослабление на частотахза пределами 1500±200 Гц не менее 50 дБ.Вариант 3. Полоса частот входного сигнала 0…400 Гц. Фильтр ослабляет частоты 45…55 Гц не менее, чем на 50 дБ. Неравномерность начастотах ниже 30 Гц и выше 80 Гц не менее 3 дБ.Вариант 4.
Полоса частот входного сигнала 0…8 кГц. Полоса пропускания 0…3 кГц при неравномерности 3 дБ, ослабление частот выше4 кГц не менее 40 дБВариант 5. Полоса частот входного сигнала 0…1000 Гц. Полосапропускания — выше 100 Гц при неравномерности 4 дБ. Ослаблениечастот ниже 60 Гц не менее 70 дБ.Вариант 6. Полоса частот входного сигнала 0…6 кГц. Полоса пропускания 300…3000 Гц при неравномерности 6 дБ. Ослабление на частотах ниже 200 и выше 3300 Гц не менее 50 дБ.Вариант 7.
Полоса частот входного сигнала 0…5 кГц. Фильтр ослабляет частоты 900…1100 Гц не менее, чем на 40 дБ. Неравномерностьна частотах ниже 800 Гц и выше 1200 Гц не менее 3 дБ.Вариант 8. Полоса частот входного сигнала 0…40 кГц. Полоса пропускания 0…20 кГц при неравномерности 3 дБ, ослабление частот выше22 кГц не менее 30 дБ.блоками Avg Outdoor Temp (средняя) и Daily Temp Variation (суточныеколебания).
На диаграммы выводятся: внутренняя и внешняя температуры, величина расходов на обогрев. Проверить работу системы, изменитьзначения параметров (например, снизить температуру в помещении, повысить точность ее поддержания). Продемонстрировать преподавателю.Закрыть окна примера.3.2. Спектральный анализ сигналовВ основном окне программы MATLAB выбрать вкладку “Текущийкаталог”. Щелкнуть правой кнопкой мыши на поле этой вкладки, в контекстном меню выбрать пункт “Создать / M-файл”.
При необходимости— изменить имя файла с расширением .m. Дважды щелкнуть на строке сэтим файлом. В открывшемся окне удалить автоматически внесенныетуда строки.Ввести следующую программу, которая производит быстрое дискретное преобразование Фурье (БПФ) сигнала, представленного суммойдвух синусоид (комментарии после символа % вводить необязательно).k = 199;%Число точекt = 0:1/k:1;%Вектор времениx = 3*sin(2*pi*10*t)+2*sin(2*pi*50*t); %Вектор сигналовy = fft(x);%Вектор БПФ сигналовm = abs(y);%Вектор амплитудf = (0 : length(y)-1)*k/length(y); %Вектор частотsubplot(2,1,1); plot(t,x);%График сигнала%График спектраsubplot(2,1,2); plot(f(1:k/2),m(1:k/2)); grid;4.2. Составление моделиВ основном окне программы MATLAB выбрать вкладку “Текущийкаталог”. Щелкнуть правой кнопкой мыши на поле этой вкладки, в открывшемся меню выбрать пункт “Создать / Модель”.
При желании —изменить имя файла с расширением .mdl. Дваждыщелкнуть на строке с этимфайлом. В открывшемсяполе создать показаннуюздесь или иную по указанию преподавателя схему всоответствии с нижеприведенным заданием. Библиотека блоков вызывается(Simulink). Для выполнения работы потребуютсянажатием кнопкиследующие разделы библиотеки Simulink: Sources (источники сигналов),Sinks (регистрирующие устройства), Continuous (аналоговые блоки),Nonlinear или Discontinuties (нелинейные блоки), Math (математическиеблоки), Signal & Systems (блоки коммутации, преобразования и другие).Блоки перетаскиваются мышью из библиотеки на рабочее поле.
Линии связи между блоками рисуются при нажатии и удержании левойкнопки мыши. Задание параметров отдельных блоков производится вдиалоге после двойного щелчка на блоке. Запуск моделирования осуще(Start simulation), автомасштабирование диаграммствляется кнопкой(Autoscale).— кнопкойПривести в отчете схему, временные диаграммы, характеристикублока, снятую с помощью графопостроителя.Вариант 1.
Источник синусоидального сигнала амплитудой 1; блокограничения (Saturation) с пороговыми уровнями ±0.5.Вариант 2. Источник ступенчатого сигнала (Step); блок передаточ2ной функции (Transfer Fcn). Функция 1 / (0.2s + 0.3s + 1) задается какнабор коэффициентов числителя и знаменателя — Numerator: [1], Denominator: [0.2 0.3 1].Вариант 3. Источник синусоидального сигнала амплитудой 1; блокквантования по уровню (Quantizer).
Снять выходной сигнал при уровняхквантования 0.5 и 0.2.Вариант 4. Источник прямоугольного сигнала амплитудой 1 и периодом 6; блок ограничения скорости изменения сигнала (Rate Limiter) спараметрами нарастания и спада ±1.Вариант 5. Источник синусоидального сигнала амплитудой 1; релейный блок (Relay) с пороговыми уровнями (Switch on/off point) ±0.25 ивыходными уровнями (Output when on/off) ±0.9.Вариант 6.
Источник синусоидального сигнала амплитудой 1; блок сзоной нечувствительности (Dead Zone) ±0.5.Вариант 7. Источник прямоугольного сигнала амплитудой 0.2 и периодом 2; интегрирующий блок (Integrator).Вариант 8. Источник синусоидального сигнала амплитудой 1; блокфиксированной задержки сигнала (Transport Delay) с задержкой 1.Клавишей F5 (или пунктами меню “Отладка”) сохранить и запуститьпрограмму. Убедиться в правильности работы (при возникновении ошибок сообщения выводятся в “Окно команд”). Внести изменения для анализа трехчастотного сигнала.
Значения частот в диапазоне 0…100 Гцполучить от преподавателя. Для последнего варианта привести в отчетепримерный вид временной диаграммы и график спектральной плотности.5. Завершение работыПредъявить преподавателю отчет о выполненной работе. Закрытьвсе программы. Запустить процедуру “Очистка рабочего каталога OrCADи MATLAB”.Содержание отчета3. Обработка сигналов3.1. Просмотр демонстрационнго примераЗапустить пример, демонстрирующий спектральный анализ двухчастотных сигналов, используемых в телефонии, набрав в командной строкеphone. На верхней диаграмме изображена осциллограмма сигнала, нанижней — спектр. При тональном наборе номера генерируются частоты697, 770, 852, 941, 1209, 1336, 1477 Гц. Привести в отчете значения парчастот из указанного ряда для трех-четырех наборных кнопок (например,1, 5, 9, #).
Закрыть окна демонстрационного примера.4. Имитационное моделирование с использованием пакета Simulink4.1. Просмотр демонстрационного примераВызвать демонстрационный пример набором команды thermo. Пример (см. схему) иллюстрирует модель системы терморегулирования впомещении. Температура в помещении Tin сравнивается с опорной, задаваемой блоком Set Point, разность Terr используется для импульсногоуправления нагревателем. Изменения внешней температуры имитируютсяСхемы, тексты программ, исходные данные, диаграммы, таблицырезультатов моделирования.Литература1. Дьяконов В.П.
MATLAB 6/6.1/6.5 + Simulink 4/5. Основы применения. Полное руководство пользователя. — М.: СОЛОН-Пресс, 2004.2. Черных И.В. SIMULINK: среда создания инженерных приложений. — М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2004..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
