Mоделирование процессов и систем в Matlab (966709), страница 41
Текст из файла (страница 41)
12) С)Ь)е('Процесс на внходе фильтра (ТО - 1. Оа " 0.05. Тв " 0.01)'): у)аЬе)('У1(Ь)'); $ Расчет параметров первого звена 21б Урок Б ° Цифровая обработка сигналов оыО = 2»рз*0.20: еа - 0.05: А - 1: ою = оы0'Тв; а1(И 1 + 2»оансппв - опв"2. а1(2) " -2«(1 и оп"сипя); а1(3) = 1; Ы(1) = А"опа"2, т Форннрованне «первого» процесса х = Т!)Пег(Ы .а1.у1): $ Построение графика первого процесса вцЬР)ом3.1.2). Р)ов(ц х),Оп!0, вет.(дса.'Гопсд)пе'. 12) ып)е('лепный случайнь|й процесс (тО = 5.
еа = 0.05. )в - 0.01)'): у)аье)('Х(1)'); $ Расчет паранетров второго звена оы0 - 2»р пвО 5. ов = 0.05: А - 1: опа - овО"Тв: а2( 1) - 1 + 2"Огвомв + опв 2: а2(2) = -2*( 1чк)гноив); а2(3) = 1; Ь2( 1) = Авопп"2: $ Форнированне «в!одопп» п1роцесса у = Т!)Пеп(Ь2.а2.у1): $ Поп!доение графика втоРого процесса выьр)о((3, 1,3). р)ов(п.у),Оп!О. зе1(дса.'Гоп(5(ге'. 12) 1(1)е('Второй случайный процесс (ТО = 2; оа = О 05.
)в =. 0 01)'): х)аЬе)('Время (с)'); у)аЬе)('Т(1)') Графики порождающего процесса н двух процессов, производных от него, приведены на рис. 5.53. Рис. 5.53. Графики случайных процессов с Различными преобладаюц(ими частотами Представление графика длинного процесса в виде совокупности несколью(х фрагментов меньшей длины можно осуществить с помотцью процедуры 5йг! рв при обращении к ней вида: 50г! рв(х. 50, Гв, пса)е), где х — вектор значений выводимой на график функции, 50 — параметр, задающий длину одного фрагмента в секундах, Гв — значение частоты дискретизации, зса)е — масштаб по вертикальной оси.
В качестве примера выведем график порождающего случайного процесса, разбивая его на отдельные фрагменты по 20 с каждый и задавая диапазон изменения значения функции в каждом фратменте от -2 до 2: в1юрв(у1,20,100. 2].дгщ ве((дса. 'Гоп(5 пав',12) Сзв)е('Приненение процеаупы 5)В1Р5 Лпв вывопа Т1(1)'): х)аЬе)('Вренв, с') На рис.
5.54 представлен результат. г17 Графические и интерактивные средства пакета Ярпа1 'а«ф!";'.: ~!!!~!~~~!~~",'"::в ~!-:!!э Рис. 5.54. Применение процедуры Мпрв дпв вывода графиков Теперь познакомимся с графическими процедурами статистической обработки процессов. Ранее (см. раздел «Статистический анализа) мы рассмотрели применение функции рог), которая, если не указывать выходных параметров, выводит в графическое окно график спектральной плотности мощности (см. рис 5.34, изображение справа). Аналогичный график зависимости модуля взаимной спектральной плотности двух сигналов от частоты строит процедура сзо, если обратиться к ней таким образом: сз()(х,у,пГГЬ,Гз), где х и у — заданные последовательности отсчетов двух сигналов, пГГЬ вЂ” число отсчетов, по которым определяется взаимная спектральная плотность, Гз — частота дискретизации этих сигналов.
Применим функцию рзЬ к случайному сигналу Х(Ь), а процедуру сзо используем для нахождения взаимной спектральной плотности сигналов М(Ь) и У(Ь). Результаты приведены соответственно на рис. 5.55 и 5.56. 10х,Г) = рлщх,!0000.100), р)от(Г(1:100), зх(1 100)), 0г(г). лемоса. ГопСБ(те'.12) МС)е('Приненение лроцелурн 000 к процессу Х(т.)'); у)аЬе)('Спектральнал плогность'), х'аЬе)('Частота. Гц') Рис. 5.55. Применение процедуры рад к процессу Х(Ц 218 Урок 6 ° Цифровая обработка сигналов Ебху,т) "сво(х.у,10000,100): 01от(Г(1:100), аов(Бху(1:100))), 0г)0. вег(0са.'Гопсь)ае'.12) 1111е('Принененне процедуры 050 х процессан Х(С) н У(1) '); у)аЬе1('модуль взаннной С П'); х)аое1('Частота, Пц') Рнс.
6.66. Применение процедуры свб к процессам Х(1) и у(С) Процедура соЬеге при обращении вида соЬеге(х,у, ПГГЬ, Гв) вычисляет и выводит график от частоты квадрата модуля функции когерентности сигналов Х(С) и У(1 ), вычисленного по ЬФТЬ точкам, заданным с частотой дискретизации Гз. Применяя зту процедуру к сформированным случайным процессам, получим картину, представленную на рис. 5.57. Рис. 6.$1. Применение функции соЬеге к процессам Х(с) и у(с) 219 Графические и интерактивные средства пакета 51дпа( Ознакомимся с процедурой зрес(гцв, которая выполняет спектральный анализ двух процессов, Х(т) и У(т).
При обращении к ней вида Р - врессгпп(х,у) вычисляется матрица Р, состоящая из восьми столбцов: Р = (Рхх. Руу. Рху. Тху, Сху, Рхж . Руус. Рхус) Здесь Рхх — вектор-столбец, содержащий оценку СПМ процесса Х; Руу — вектор- столбец, содержащий оценку СПМ процесса У; Рху — вектор взаимной спектральной плотности процессов Х и У; Тху — комплексная передаточная функция Тху= -Рху. /Рхх; Сху — функция когерентности Сху=((аЬз(рху) ) ."2) . т'(Рхх.*руу); Рххс, Руус, Рхус — векторы, содержащие доверительные интервалы для оценок Рхх, Руу и Рху. При обращении к функции без выходных параметров: зрестгии(х,у) результатом ее работы будет поочередный вывод в одно графическое окно таких графиков. О Сначала появится график зависимости СПМ первого сигнала от нормализованной частоты (рис.
5.58, а); на графике отобразятся три кривые: кривая оценки осредненного значения СПМ на фиксированной частоте, кривая с добавлением доверительного интервала на этой частоте и кривая с вычитанием доверительного интервала. О После нажатия клавиши Епсет прежние кривые исчезнут и на том же поле появятся три аналогичные кривые (рис. 5.58, б) для второго процесса, У(т).
о б Рнс. Б.до. Оценки осредненного значения СПРЕ а — процесса Х(С); б — процесса У(С) О Следующее нажатие клавиши Епсет приведет к появлению кривой зависимости модуля епередаточной функции» взаимной спектральной плотности указанных процессов от частоты (рис. 5.59, слева). О Очередное нажатие клавиши Едет приведет к появлению графика зависимости аргумента епередаточной функции» ВСП от частоты (рнс. 5.59, справа).
О Последнее нажатие клавиши Ептег вызовет появление в поле графика функции когерентности (рис. 5.80). 220 Урок 6 ° Цифровая обработка сигналов й Рис. 6.69. а1олуль (слева) и аргумент (справа) кпередатонной функциив взаимной спектральной плотности Рис. 6.60. Функция когерентности Для построения спехтлрограммы процесса в МАТ(.АВ предусмотрена процедура ьресйгап Спектрограммой называется графическое изображение зависимости амплитуды вычисленного в окне дискретного преобразования Фурье от момента времени, определяющего положение этого окна.
Обращение к процедуре ьресйгам напоминает обращение к процедуре рэ((; зресэгав(х,птзг."з) Здесь х — вектор процесса, спектрограмма которого вычисляется; пг":11 количество точек этого процесса, участвующих в вычислениях; Гз - - частота дискретизации процесса. Применим для примера эту процедуру к ранее сформированному процессу я(0): ьресогае(к, 10000.И0) В результате получим в графическом окне картину, приведенную на рис. 5.61. Процедура 00е оценивает параметры АЧХ передаточной функции звена, на вход которого подан процесс, обозначенный первым вектором в обращении к процедуре, 221 Графические и интерактивные средства пакета 5|дна| а на выходе получен процесс, обозначенный вторым вектором.
Чтобы получить график АЧХ, следует обратиться к ней таким образом: гге(х.у.пггг,гю Здесь х — вектор значений входного процесса, у — вектор значений выходного процесса, пГГà — количество обрабатываемых точек (элементов указанных векто- ров), Гз — частота дискретизации. Применим процедуру к ранее сформированным процессам ХЮ и уй); сге|х.у,|ооео.юо| Получим график, представленный на рис. 5.б2.
Рис. 5.61. Спектрограина процесса Х(Г) Рис. 6.62. Применение процедуры Г|е Интерактивная оболочка БРТоо1 Графическая интерактивная оболочка пакета 5|дна! включает; О средство поиска и просмотра сигналов (Б|дпа1 Вготчзег); О проектировщик фильтров (Ей!сег ьгез|дпег); О средство просмотра характеристик фильтров (Р11Гег тг|етчег); О средство просмотра спектра (Зресггцгп 5г|етвег). Оболочка активизируется путем ввода в командном окне МАТЕАВ команды зргоо3. В результате на экране появляется окно 5РТоо1 (рис. 5.63).
Как видим, это окно содержит три списка: 51дпаЬ (Сигналы), ЕШегз (Фильтры) и 5ресйга (Спектры), Под каждым из них имеются кнопки с названиями команд„ которые можно применять к объектам списков. Под списком 51 дпаЬ (Сигналы) находится единственная кнопка йетг (Просмотр), это означает, что объекты (сигналы), имена которых содержатся в ланном списке, могут быть только просмотрены. К списку Яаегз (Фильтры) относятся четыре кнопки: т|еиг (Просмотр), |тенг (Создать), Ее|с (Правка), Арр|у (Применить). Они позволяют просматривать, создавать и редактировать фильтры, а также применять их к одному или нескольким объектам, выделенным в списке 5|дпаЬ (Сигналы).
222 Урок 6 ° Цифровая обработка сигналов Под списком 5рес!га (Спектры) располагаются кнопки У!еи (Просмотр), Сгеатв (Создать), !!рдагл (Обновить), с помощью которых можно просматривать, создавать и обновлять (создавать заново под тем же именем) спектры сигналов. Рис. 6.63. Окно 5РТоо! В указанных списках обычно размещаются имена (идентификаторы) переменных нли процедур, входятцих в открытый в зрсоо1-файл, имеющий расширение .зрт (имя этого файла отображается в заголовке окна). При первом обращении к окну 5РТоо! его заголовок содержит имя файла з!айир.зрт, все три списка окна — пустые; доступной является только кнопка йеи Рея!йп (Создать). Таким образом, после вхождения в оболочку БРТоо! допустимой является только операция создания нового фильтра.
Чтобы сделать доступными остальные кнопки, необходимо откуда-то импортировать данные о каких-то сигналах. Такие данные должны быть сформированы средствами, не относящимися к оболочке 5РТоо! (например, являться результатом выполнения некоторой программы МАТЮКАВ или результатом моделирования в среде 5!пш1!пк), и записаны как некоторые переменные либо в рабочем пространстве (Ъ'ог!сзрасе), либо на диске в файле с расширением лпас Импорт сигналов Обрабатывать сигналы в 5РТоо1 можно лишь после того, как они сформированы с помощью определенной программы МАТ?.АВ, а полученные векторы значений данных этих сигналов импортированы в среду БРТоо1.
Длл этого в окне 5РТоо! выберите команду Рйе и !врой (Файл а Импорт), после чего появится диалоговое окно 1шрой то 5РТоо! (Импорт в ЗРТоо1), представленное на рис. 5.64. В области 5оигсе (Источник) данного окна по умолчанию установлен переключатель агою !Уогйврасе (Из рабочего пространства). Это означает, что окно настроено на импорт сигналов из рабочего пространства МАТ!.АВ. Поэтому все имена переменных рабочего пространства представлены в списке У!огкврасе Сои!епгв (Содержимое рабочего пространства).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
