Секция 7 - MATLAB в образовании и Интернете (1250002), страница 20
Текст из файла (страница 20)
2. Динамические спектры вариаций позволяют детально исследовать наличие и амплитуды гармонических составляющих временного ряда в диапазоне периодов от 2 мин. до 1часа с высоким разрешением. При этом не имеет значения, какой шаг будет установлен между соседними гармониками, а также характер шкалы —линейный, логарифмический, либо произвольный переменный.1925Труды II научной конференции «Проектирование инженерных и научных приложений в среде MATLAB»Рис. 2. Динамический спектр вариаций остаточного поля после вычисленияпередаточных функций между компонентами электромагнитного поля Земли.Инструментальное средство MATLAB Web ServerОсобый интерес в геофизике представляет сетевой доступ к данным,распределенным в Интернет, и интерактивный анализ экспериментальныхданных по запросам пользователей. Процедура должна быть максимальноупрощена, с тем, чтобы обеспечить эффективное обращение к данным ивычислительными ресурсам даже для той категории пользователей, которые не имеют достаточного опыта создания и эксплуатации программ обработки данных, получаемых в процессе геофизических экспериментов.Одним из вариантов обеспечения интерактивного взаимодействияможет быть применение Web Server из пакета MATLAB для передачи данных на главный компьютер с установленной системой MATLAB, проведения на нем вычислений и отображения результатов на Web-браузере пользователя путем стандартной Web-технологии в виде HTML-форм и документов.
Форма дает пользователю возможность проверить наличие данных, выбрать требуемую обсерваторию, интервал времени, компонентумагнитного поля, воздействовать на параметры рисунка (цветной либо мо1926Секция 7. MATLAB в образовании и Интернетенохромный) и т. п. На Рис. 3. показана HTML-форма для отправки запросана обработку заданного отрезка временного ряда.Рис. 3. Пример HTML-формы для отправки запроса на обработку данных.В ответ на запрос пользователь получает результат обработки конкретного временного ряда в виде графического представления или сформированного нового файла, содержащего как результаты обработки, так иподготовленный новый ряд данных для последующей обработки средствами пользователя.На этом примере показана возможность организации интерактивногодоступа к базе данных геомагнитных обсерваторий РОССИИ за 1984 —2000 гг., размещенной на сайте http://magbase.rssi.ru/index.htm, а такжеданным непрерывной регистрации вариаций геомагнитного поля в обсерватории Москва http://www.izmiran.rssi.ru/magnetism/mos_data.htm.
На Рис.4 приведен график вариаций одной из компонент геомагнитного поля вовремя большой магнитной бури 20 ноября 2003 г., сформированный по за1927Труды II научной конференции «Проектирование инженерных и научных приложений в среде MATLAB»просу пользователя, а также результат спектрально-временного анализаэтих вариаций (динамические спектры).Рис. 4. Пример формы, возвращаемой в ответ на запрос пользователя.Для пересылки данных с удаленных сайтов Интернет используютсялибо средства MATLAB, либо небольшие CGI-программы на языке Perl.Фрагмент кода MATLAB-программы для запроса данных с удаленногосайта приводится ниже:1928Секция 7. MATLAB в образовании и Интернетеfn = strcat('V',YeMo,'.',Cod);pn = strcat('D:\CDMASTER\DATABASE\',Yea,'\',YeMo,'\');if exist([pn,fn]) ~= 0fin = fopen([pn,fn],'r');elseif exist(fn) == 0pn = strcat('http://magbase.rssi.ru/database/',Yea,'/',YeMo,'/');URLWRITE([pn,fn],fn); endfin = fopen(fn,'r');end;В этой программе из данных формы запроса, полученной WebServer, формируется имя запрошенного файла и путь к нему (в соответствии с принятой структурой базы данных).
Затем следует проверка на наличие данных непосредственно на той машине, где установлена MATLAB иисполняемые программы обработки. В случае отсутствия данных производится их поиск по всем известным адресам в Интернет.ЗаключениеСамо по себе представление геофизических данных хотя и являетсякрайне важным шагом на пути их активного использования, но не можетудовлетворить всем современным требованиям ученых-исследователей.Перспективным направлением в этом плане может быть создание обобщенных аналитических представлений — например, вариационных магнитных данных в виде моделей эквивалентных токовых систем и другихпараметров ионосферы в планетарном масштабе.
В последние годы этиметоды анализа и представления данных были развиты и реализованы ввиде сервиса в реальном времени AMIE — «Assimilative Mapping ofIonospheric Electrodynamics», на сайте http://amie.ngdc.noaa.gov/current.html.Такое обобщенное представление большого объема данных позволяет сразу перейти от качественного описания развития возмущений магнитногополя к их количественной оценке. Применение новейших информационных технологий открывает широкому кругу специалистов доступ черезИнтернет к базам данных и их интерактивному анализу средствами системы MATLAB. Пример использования MATLAB Web Server для доступа к«Базе данных геомагнитных обсерваторий России» на CD-ROM и вычисления спектрально-временных характеристик геомагнитных вариаций поданным этой базы представлен в тестовой версии на сайтеhttp://vlod.izmiran.rssi.ru.Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант 03-07-90066.Литература1. Ротанова Н.
М., Цветков Ю. П., Одинцов В. И., Бурцева Э. А. Магнитное сканирование земной коры Сибирского региона с борта страто1929Труды II научной конференции «Проектирование инженерных и научных приложений в среде MATLAB»2.3.4.5.6.7.8.9.сферного аэростата // Исследование Земли из космоса.— 2001.— №4.—C.63–73.Зайцев А. Н., Одинцов В. И. Наблюдение эффектов секторной структуры ММП в околоземном пространстве по геомагнитным данным // Актуальные проблемы физики Солнечной и звездной активности.
Конф.стран СНГ и Прибалтики (Нижний Новгород, 2–7 июня 2003): Сб.докл.в 2-х т. Т.II.— Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2003.— С.460–464.Амиантов А. С., Зайцев А. Н., Одинцов В. И., Петров В. Г. Вариациимагнитного поля Земли: База цифровых данных магнитных обсерваторий России за период 1984–2000. (брошюра и оптический диск CDROM).— М.: СтройАрт, 2001.— 52 стр.Тихонов Н. Н., Арсенин В. Я. Методы решения некорректных задач.—М.: Наука, 1979.— 285 с.Уидроу Б., Стирнз С. Адаптивная обработка сигналов.— М., Радио исвязь, 1989.— 440 с.Светов Б. С., Шимелевич М. И. Определение линейных связей междукомпонентами магнитотеллурического поля — основные принципы //Физика Земли.— 1982.— №5.— С.59–67.Светов Б.
С., Каринский С. Д., Кукса Ю. И., Одинцов В. И. Магнитотеллурический мониторинг геодинамических процессов // Физика Земли.— 1997.— №5.— C.36–46.Сергиенко А. Б. Алгоритмы адаптивной фильтрации: особенности реализации в MATLAB // Exponenta Pro.
Математика в приложениях.—2003.— №1.— С.18–28.Уидроу Б., Гловер Д. Р., Макул Д. М. и др. Адаптивные компенсаторыпомех. Принципы построения и применения // ТИИЭР.— 1975.—Т.63.— №12.— С.69–98.1930Секция 7. MATLAB в образовании и ИнтернетеУДК 004ПРИМЕНЕНИЕ ИНТЕРАКТИВНОГО ИНСТРУМЕНТАРИЯFILTER DESIGN&ANALISIS TOOL В ЛАБОРАТОРНОМПРАКТИКУМЕРезванов Д. Х.Московский государственный технологический университет «СТАНКИН», Москва,e-mail:rdx@forte-it.ruВ эпоху всеобщей компьютеризации, автоматизации и необходимости сокращения сроков выполнения работ, неотъемлемой частью разработки современных приборов и информационно-измерительных систем становится система автоматизированного проектирования.
Важным аспектомподготовки высококвалифицированных инженеров является повышение ихкомпьютерной грамотности, в том числе обучение навыкам работы в средеразличных пакетов программ автоматизированного проектирования, и вчастности алгоритмам и методикам решения прикладных инженерных задач с использованием различных систем САПР. Кроме того, компьютерные технологии и системы САПР давно оправдали свою эффективностьпри использовании в учебном процессе, благодаря их использованию значительно сократилось время выполнения рутинных операций, характерныхдля аналитических расчетов, таким образом больше времени уделяетсяизучению предметной области.Одной из наиболее апробированных и широко используемых системавтоматизированного проектирования в процессе обучения является система MATLAB, зарекомендовавшая себя как эффективный инструментдля проведения лабораторных и практических занятий.Ряд лабораторных работ при подготовке специалистов по направлению «Приборостроение» целесообразно основать на применении интерактивного инструментария FDATool (Filter Design & Analisyis Tool), которыйявляется GUI (Graphic User Interface) приложением пакета программMATLAB, предоставляет широкие возможности для анализа, в том числеэффектов квантования, синтеза и построения цифровых фильтров, как сфиксированной так и с плавающей точкой, реализующих практически любой современный алгоритм работы, обладает дружественным интерфейсом и богатыми возможностями визуализации результатов работы.
Приложение FDATool сочетает в себе функции пакетов расширения SignalProcessing Toolbox и Filter Design Toolbox, а также является одним из блоков пакета моделирования Simulink, что позволяет экспортировать спроектированный цифровой фильтр в Simulink модели. Интеграция FDATool ссоответствующими компонентами системы MATLAB через Code Composer1931Труды II научной конференции «Проектирование инженерных и научных приложений в среде MATLAB»Studio позволяет генерировать С код для цифровых процессоров, либоосуществлять запись программы реализующей алгоритм работы спроектированного цифрового фильтра непосредственно в память процессоров таких производителей как Texas Instruments, Motorola и др., при наличии соответствующих пакетов расширения.Логика работы с приложением FDATool подразумевает интерактивный режим, то есть использование функций командной строки путем активации и заполнения соответствующих полей инструментария.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
