Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Лабораторный практикум




Статистическая радиотехника.

А.С.Чумаков

Систем управления и радиоэлектроники

Статистическая радиотехника.

А.С. ЧУМАКОВ

Под общей редакцией В.И. Чуешова

Учебно-методическое пособие

Философия.

Редакторы Л.А. Лисова, Н.Н. Цыбульская

Технический редактор Т.С. Баранова

Корректор А.И. Классеп

Художник О.А. Стасевич

Компьютерная верстка А.Е. Артюшевская

 

Лицензия ЛВ № 334 от 22.10.98. Подписано в печать 18.03.2003-06-09

Бумага писчая. Формат 60х841/ 16. Гарнитура Times

Печать трафаретная. Усл. п.л. Уч.-изд. л.

Тираж экз. Заказ

Редакционно-издательский центр Академии управления

при Президенте Республики Беларусь.

 

 

Отпечатано в Редакционно-издательском центре Академии управления

при Президенте Республики Беларусь

220007, г. Минск, ул. Московская, 17.

 

 


[1] Спиркин А.Г. Философия: Учебник. – М.: Гардарики, 2000. – С.285 – 287.

 

[2] Спиркин А.Г. Философия: Учебник. – М.: Гардарики, 2000. – С.288 – 291.

[3] Спиркин А.Г. Философия: Учебник. – М.: Гардарики, 2000. – С.291 – 293.

 

[4] Спиркин А.Г. Философия: Учебник. – М.: Гардарики, 2000. – С.293 – 296.

[5] Спиркин А.Г. Философия: Учебник. – М.: Гардарики, 2000. – С.297 – 301.

 

[6] Спиркин А.Г. Философия: Учебник. – М.: Гардарики, 2000. – С.301 – 305.

 

[7] Гегель Г.В.Ф. Соч. - М. – Л.: 1929. – С. 234.

[8]. Спиркин А.Г. Философия: Учебник. – М.: Гардарики, 2000. – С.305 – 306.

[9] Спиркин А.Г. Философия: Учебник. – М.: Гардарики, 2000. – С.306 – 307.

 

[10] Спиркин А.Г. Философия: Учебник. – М.: Гардарики, 2000. – С.307 – 308.

 

[11] Спиркин А.Г. Философия: Учебник. – М.: Гардарики, 2000. – С.308 – 310.

 

[12] Спиркин А.Г. Философия: Учебник. – М.: Гардарики, 2000. – С.310 – 312.

 

[13] Спиркин А.Г. Философия: Учебник. – М.: Гардарики, 2000. – С.312 – 313.

 

[14] Спиркин А.Г. Философия: Учебник. – М.: Гардарики, 2000. – С.314 – 317.

 

[15] Спиркин А.Г. Философия: Учебник. – М.: Гардарики, 2000. – С.317 – 323.

 

Лабораторный практикум

 

 

 

Федеральное агентство по образованию

Томский государственный университет

Кафедра радиотехнических систем (РТС)

 

 

Сборник содержит методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Статистическая радиотехника»

студентами РТФ, обучающимися по специальности 210304- «Радиоэлектронные устройства».

 

 

Оглавление

ИССЛЕДОВАНИЕ генератора случайного процесса

 

Исследование законов распределения случайных процессов

 

Исследование узкополосных гауссовских случайных процессов

 

 

Лабораторная работа №1

 

ИССЛЕДОВАНИЕ генератора случайного процесса

 

Цель работы: создание генератора случайного процесса и исследование его моментных функций

 

1. Введение

 

Генерирование случайного процесса можно осуществить одним из трех способов:

  1. Путем создания физического устройства на радиоэлектронной элементной базе. На выходе этого устройства наблюдается напряжение, случайно изменяющееся во времени. Недостаток этого способа получения случайного процесса в том, что для каждой новой задачи нужно создавать свой генератор.
  2. Путем написания программы для ЭВМ, которая реализует алгоритм формирования случайного процесса.

3. Путем использования системы Simulink. Эта система является расширением системы инженерных и научных расчетов Matlab и позволяет решать задачи разработки моделей физических систем и моделирования процессов в этих системах.В системе Simulink для управления ходом вычислительного процесса разработано графическое описание модели в виде структурной схемы. Представление в виде структурных схем не требует написания программ из-за наличия библиотеки готовых программ, используемых для решения отдельных прикладных задач (библиотеки блоков).

В данной работе используется третий способ генерации случайного процесса

 

2. Краткие сведения о системе Simulink

 

Построение модели некоторой системы в среде Simulink сводится к набору блоков из библиотеки системы Simulink и установлению линий связи между ними.

Для запуска системы Simulink необходимо предварительно выполнить запуск системы Matlab. После открытия командного окна системы Matlab нужно запустить систему Simulink путем выбора указателем мыши пиктограммы Simulink (8-ая слева) на панели инструментов системы Matlab. В результате появится окно Simulink Library Browser (Браузер главной библиотеки Simulink). При двойном нажатии левой клавиши мыши на пиктограммах в левой части окна Simulink Library Browser или при однократном нажатии на значок «+» появится список библиотек блоков. В случае нажатия левой кнопки мыши на строке с наименованием библиотеки блоков, в правой части окна появляется список блоков указанной библиотеки.

Для создания модели в среде Simulink необходимо последовательно выполнить ряд действий.

  1. Создать новый файл модели с помощью команды File/new/model (Здесь и далее с помощью символа “/” указывается последовательность вызова пунктов меню)
  2. Расположить блоки в окне модели. Для этого необходимо открыть соответствующий раздел библиотеки. Далее, указав курсором на требуемый блок и нажав на левую клавишу мыши, “ перетащить “ блок в созданное окно. Клавишу мыши нужно держать нажатой. Для удаления блока необходимо выбрать блок (указать курсором на его изображение и нажать левую клавишу мыши), а затем нажать клавишу Delete на клавиатуре.
  3. Далее, если это требуется, нужно изменить параметры блока, установленные по умолчанию. Для этого необходимо дважды щелкнуть левой клавишей мыши, указав курсором на изображение блока. Откроется окно параметров данного блока. При вводе числового значения параметра следует иметь в виду, что в качестве десятичного разделителя должна использоваться точка, a не запятая. После

внесения изменений нужно закрыть окно кнопкой Ok.

  1. После установки на схеме всех блоков требуется выполнить их соединение. Для этого необходимо указать курсором на “ выход “ блока, а затем нажать и, не отпуская левую клавишу мыши, провести линию к входу другого блока. После чего отпустить клавишу. Если соединение не создано, то линия связи будет пунктирной и иметь красный цвет. В случае правильного соединения линия связи будет сплошной. Для создания точки разветвления в соединительной линии нужно подвести правую клавишу к предполагаемому узлу и, нажав правую клавишу мыши, протянуть линию. Для удаления линии требуется выделить ее, а затем нажать клавишу Delete на клавиатуре.
  2. После составления расчетной схемы необходимо сохранить ее в виде файла на диске, выбрав пункт меню File/Save As… в окне схемы и указав папку и имя файла. Следует иметь в виду, что имя файла может иметь произвольную длину, но должно начинаться с буквы и содержать только алфавитно-цифровые символы латиницы и знаки подчеркивания. При последующем редактировании схемы можно пользоваться пунктом меню File/Save. При повторных запусках программы Simulink загрузка схемы осуществляется с помощью меню File/open… в окне обозревателя библиотеки блоков.

 

3. Основные элементы окна модели

Окно модели содержит следующие элементы:

  1. Заголовок с названием окна. Вновь созданному окну присваивается имя Untitled с соответствующим номером.
  2. Панель меню – File, Edit, View, Simulation, Format, Tools, Help.
  3. Панель инструментов.
  4. Окно для создания схемы модели.
  5. Строка состояния, содержащая информацию о текущем состоянии модели.

Меню окна содержит опции для редактирования модели, ее настройки и управления процессом расчета, работы с файлами и т.п.

File (Файл – работа с файлами моделей);

Edit (Редактирование –изменение модели и поиск блоков);

View (Вид –управление показом элементов модели и интерфейса);

Simulation (Моделирование - задание настроек для моделирования и управление процессом расчета);

Format (Форматирование – изменение внешнего вида блоков и модели в целом);

Tools (Инструментальные средства – применение специальных средств для работы с моделью (отладчик, инструмент линейного анализа и т.п.));

Help (Справка– открытие окна справочной системы).

Для работы с моделью можно также использовать кнопки на панели инструментов.

Кнопки панели инструментов имеют следующее назначение:

1. New Model –открыть новое окно модели.

2. Open Model – открыть существующий файл модели (mdl – файл).

3. Save Model –сохранить файл на диске.

4. Print Model – вывести на печать схему модели.

5. Cut – вырезать выделенную часть модели в буфер хранения.

6. Copy – скопировать выделенную часть модели в буфер хранения.

7. Paste – вставить в окно модели содержимое буфера хранения.

8. Undo – отменить предыдущую операцию редактирования.

9. Redo –восстановить отмененную операцию редактирования.

10. Start/Pause/Continue Simulation –запуск процесса моделирования (кнопка Start); после запуска модели изображение кнопки заменяется символом ■, который соответствует команде Pause (приостановить моделирование). Для возобновления моделирования после паузы следует щелкнуть по той же кнопке, поскольку в режиме паузы ей соответствует команда Continue (продолжить)

11. Stop – закончить моделирование. Кнопка становится доступной после начала моделирования, а также после выполнения команды Pause.

12. Build all – создать исполняемый код модели (exe – файл) с помощью Real Time Workshop (Мастерская реального времени).

13. Update diagram – обновить окно модели.

14. Library Browser – открыть обозреватель библиотеки блоков. Если обозреватель уже открыт, то его окно будет выведено поверх остальных окон.

15. Toggle Model Browser – открыть окно обозревателя модели. При использовании данной опции в левой части окна модели будет открыто дополнительное окно, содержащее изображение иерархической структуры модели.

16. Debug -запуск отладчика модели.

 

4. Основные приемы подготовки и редактирования модели

Добавление текстовых надписей

Для повышения наглядности модели удобно использовать текстовые надписи. Для создания надписи достаточно указать мышью место надписи и дважды щелкнуть левой клавишей мыши. После этого появится блок надписи с курсором ввода. Так же можно изменить и подписи к блокам моделей. Для этого нужно установить мышь в область надписи и щелкнуть левой клавишей мыши – в подписи появится курсор ввода, и ее можно будет редактировать. Надписи на русском языке для текущей версии Simulink крайне нежелательны.

Выделение объектов

Для выполнения какого – либо действия с элементом модели (блоком, соединительной линией, надписью) этот элемент необходимо сначала выделить. Для этого необходимо установить курсор мыши на нужном объекте и щелкнуть левой клавишей мыши. Объект будет выделен. Об этом будут свидетельствовать маркеры по углам объекта. Можно также выделить несколько объектов. Для этого требуется установить курсор мыши вблизи них, нажать левую клавишу мыши и, удерживая ее, начать перемещать мышь. Появится пунктирная рамка, размеры которой будут изменяться при перемещении мыши. Все охваченные рамкой объекты становятся выделенными. После выделения объекта его можно копировать или перемещать в буфер промежуточного хранения, извлекать из буфера, а также удалять, используя стандартные приемы работы в Windows – программах.

 

Копирование и перемещение объектов в буфер хранения

 

Для копирования объекта в буфер его необходимо выделить, а затем выполнить команду Edit/Copy или воспользоваться соответствующей кнопкой на панели инструментов. При выполнении данной операции следует иметь в виду, что объекты помещаются в собственный буфер Matlab и недоступны из других приложений. Использование команды Edit/Copy model to Clipboard позволяет поместить графическое изображение модели в буфер Windows и соответственно делает его доступным для других приложений

 

Вставка объектов из буфера хранения

Для вставки объекта из буфера необходимо предварительно указать место вставки, щелкнув левой клавишей мыши в предполагаемом месте вставки, азатем выполнитькоманду Edit/Paste или воспользоваться соответствующим инструментом на панели инструментов.

 

Удаление объектов

Для удаления объекта его необходимо предварительно выделить, а затем выполнить команду Edit/Clear или воспользоваться клавишей Delete на клавиатуре. Надо помнить, что команда Clear удаляет блок без помещения его в буфер обмена.

 

Соединение блоков

Для соединения выхода одного блока с входом другого курсор мыши устанавливается

на выходе блока, от которого должно исходить соединение. При этом курсор превращается в большой крест из тонких линий. Держа нажатой левую клавишу мыши, необходимо переместить курсор к входу следующего блока, где курсор мыши приобретает вид креста из тонких сдвоенных линий. Добившись протяжки линии к входу следующего блока, надо отпустить левую клавишу мыши. Соединение будет завершено, и в конце его появится жирная стрелка.

Созданную линию можно выделить, признаком чего будут квадратные маркеры, расположенные в узловых точках соединительной линии. Для выделенной линии доступны те же операции, что и для блоков модели: удаление, перемещение, копирование в буфер хранения и т.д.

 

Изменение размеров блоков

Для изменения размеров блока он выделяется, после чего курсор мыши необходимо установить на один из маркеров по углам блока. Как только курсор мыши превратится в двунаправленную диагональную стрелку, можно будет при нажатой левой клавише мыши растягивать блок по диагонали, увеличивая или уменьшая его размеры. При этом изменяется только графическое изображение блока, а размеры его названия в виде текстовой надписи остаются прежними.

 

Перемещение блоков и вставка блоков в соединение

Блок, участвующий в соединении, можно перемещать в окне модели, выделив его и перетаскивая, как обычно, мышью. При этом соединение не разрывается, а просто сокращается или увеличивается в длине. В длинное соединение можно вставить новый блок, поместив его в нужное место линии. Такая вставка возможна лишь для блоков, имеющих один вход и один выход, которые включаются в соединение.

Использование команд Undo и Redo

В процессе освоения программы пользователь может совершать действия, кажущиеся на первый взгляд необратимыми (например, случайное удаление части модели, наложение блоков друг на друга при копировании и т.д.). В этом случае следует воспользоваться командой Undo из меню Edit –отмена последней операции. Для восстановления отмененной операции служит команда Redo

Форматирование объектов

В меню Format (так же как и в контекстном меню, вызываемом нажатием правой клавиши мыши на объекте) находится ряд опций форматирования блоков. Рассмотрим некоторые из них:

Format/Font – команда выводит окно с установками шрифта для текстовых надписей, позволяющее изменять вид шрифта надписи, размер шрифта, начертание и т.п.параметры надписи.

Flip name – помещение подписи блока сверху или снизу блока;

Flip block –зеркальное отображение блока относительно вертикальной оси симметрии;

Rotate block – поворот блока на 90 - по часовой стрелке.

 

5. БЛОКИ СИСТЕМЫ Simulink

 

В системе Simulink принято группировать модели объектов и устройств по функциональному уровню: источники сигналов, моделируемые системы и регистрирующие устройства. Модели источников сигналов – блоки, которые сгруппированы в библиотеки блоков Sources (Источники сигналов). Блоки, являющиеся моделями устройств для измерения переменных, размещены в библиотеке блоков Sinks (Средства регистрации).

В настоящей работе используются лишь некоторые блоки, хотя описание дано для всех блоков, которые будут использованы в последующих лабораторных работах.

Блоки из библиотеки Sources (Источники сигналов).

Блоки из библиотеки блоков Sources (Источники сигналов) не содержат входных портов и имеют один выходной порт. Описание блоков из данной библиотеки блоков можно получить из справочной системы. Типовые сигналы, которые используются при моделировании динамических систем:

Блок Constant (Постоянная величина) реализует функцию, равную константе, т.е. выходная переменная имеет постоянное значение. Данный параметр задается в диалоговом окне Block Parametets и его значение отображается наизображении блока

Блок Step (Ступенчатый сигнал) реализует ступенчатую функцию. Параметрами блока являются время, когда подается ступенчатый сигнал, величина амплитуды в начальный момент времени и амплитуда ступенчатого сигнала.

Блок Sine Wave (Генератор синусоиды), в котором в качестве параметров задается амплитуда, фаза и частота гармонического сигнала.

Блок Signal Generator (Генератор периодических сигналов) может иметь в качестве выходного сигнала: синусоидальный сигнал, прямоугольные импульсы или пилообразный сигнал. Для формирования сигналов сложной формы можно использовать линейные преобразование выходных переменных блоков из библиотеки Sources.

Единичная импульсная функция. Данный сигнал часто используется как тестовый сигнал для исследования поведения динамических систем. Единичная импульсная функция называется также - функцией. Единичный импульс определяется как сигнал, имеющий нулевую длительность и обладающий свойствами:

Используя , можно представить только идеальный сигнал, который не может быть физически реализуем. Можно аппроксимировать воздействие в виде двумя ступенчатыми сигналами, с использованием блоков Step (Ступенчатый сигнал) и блока Sum (Сумматор). В момент времени а подается импульсное воздействие с амплитудой М и короткой длительностью, равной d, так что величина М d=1. Следует обратить внимание на задание величины d, которая может определяться наибольшей собственной частотой в спектре модели. Величина d должна быть достаточно малой для уменьшения погрешности представления импульсного сигнала нулевой длительности.Структурная схема, показанная на рисунке, обеспечивает формирование импульсного сигнала, подаваемого в момент времени 0.5 с, имеющего длительность 0.01 с и величину амплитуды, равную 100. Для блока с именем Step Start pulse в текстовых полях Step time, Initial value и Final value аналогового окна задаются численные значения 0.5, 0 и 100 соответственно. Параметры блока с именем Step End pulse задаются в текстовых полях

 

Формирование единичного импульса

Step time, Initial value и Final value диалогового окна и имеют значения 0.51, 0 и 100 соответственно. Конечное время моделирования равно 1 с. Выходная переменная формируется на выходе блока Sum. Блок Integrator выполняет интегрирование выходной переменной блока Sum. Результат отображается в блоке Display.

Блоки из библиотеки Sinks (Средства регистрации)

Блок Scope (Осциллограф) предназначен для построения графиков исследуемых сигналов в функции времени. Позволяет наблюдать за изменением сигналов в процессе моделирования.

Для того чтобы открыть окно просмотра сигналов, необходимо выполнить двойной щелчок левой клавишей мыши на пиктограмме блока. Это можно сделать на любом этапе (как до начала моделирования, так и после него, а также во время моделирования). В верхней части диалогового окна Scope расположена панель инструментов, с помощью которой выполняется настройка окна осциллографа. Чтобы сделать осциллограф многоканальным (для просмотра процессов в нескольких точках схемы) необходимо щелкнуть по второй кнопке слева на панели инструментов (Parameters) окна Scope и указать требуемое число осей. Описание пиктограмм панели инструментов можно найти в любой книге по системе Simulink.

Изменение масштабов отображаемых графиков можно выполнить несколькими способами.

  1. Нажать соответствующую кнопку (Zoom X-axis или ZoomY-axis) и щелкнуть один раз левой клавишей мыши в нужном месте графика. Произойдет 2,5 – кратное увеличение масштаба
  2. Нажать соответствующую кнопку (Zoom X-axis или ZoomY-axis) и, нажав левую клавишу мыши, с помощью динамической рамки или отрезка указать область графика для увеличенного изображения.
  3. Щелкнуть правой клавишей мыши в окне графиков и выбрать команду Axes properties…в контекстном меню. Откроется окно свойств графика, в котором с помощью параметров Y –min и Y –max можно указать предельные значения вертикальной оси.

Окно задания параметров блока Scope имеет две вкладки.

На вкладке General задаются следующие параметры:

Number of axes [число входов (систем координат) осциллографа]. При изменении этого параметра на изображении блока появляются дополнительные входные порты.

Time range [величина временного интервала, для которого отображаются графики]. Если время расчета превышает заданное параметром Time range, то вывод графика производится порциями, при этом интервал отображения каждой порции графика равен заданному значению Time range.

Sampling [установка параметров вывода графиков в окне]. Задает режим вывода расчетных точек на экран. Значения параметра выбирается из списка:

Decimation – прореживание. Параметр определяет кратность вывода расчетных точек в окне осциллографа. Например, при значении параметра, равном 2, на экран будет выводится каждая вторая расчетная точка.

Sample time – шаг модельного времени. Значение параметра определяет интервал квантования при отображении сигнала.

Блок XY Graph Данный блок позволяет строить график значений одного сигнала в функции другого. Блок имеет два входа. Верхний вход предназначен для подачи сигнала, который является аргументом (X), нижний – для подачи значений функции (Y). В диалоговом окне блока задаются предельные значения по осям координат и период квантования. Графопостроитель можно использовать для построения графиков в функции времени. Для этого на первый вход следует подать временной сигнал с выхода блока Clock.

Блоки из библиотеки Continuous (Непрерывные системы)

 

Блок Integrator (Интегратор). Открытие диалогового окна блока Integrator осуществляется двойным нажатием мыши на изображении блока. Для задания начальных условий следует ввести значение в текстовое поле Initial condition (Начальные условия), которое по умолчанию задается равным 0.

 

Блоки передаточных функций.

В системе Simulink математические модели в виде передаточных функций представляются как отношение двух полиномов (блок Transfer Fcn) или как отношение разложений многочленов на множители (блок Zero – Pole). Математические модели этих блоков эквивалентны, различным является вид их представления. Диалоговое окно блока Transfer Fcn включает два текстовых поля: Numerator (Числитель) и Denominator (Знаменатель). В поле Numerator задается вектор – строка, включающая значения коэффициентов многочлена числителя передаточной функции в порядке убывания степеней многочлена. В поле Denominator вводится вектор – строка, включающая значения коэффициентов многочлена знаменателя передаточной функции в порядке убывания степеней многочлена. В диалоговом окне Zero – Pole имеются три текстовых поля: Zeros (Нули), Poles (Полюсы), и Gain (Коэффициент усиления). В поле Zeros вводятся значения нулей передаточной функции (корней многочлена числителя). В поле Poles вводятся значение полюсов (корней многочлена знаменателя).Нули или полюса могут быть заданы комплексными числами. В этом случае нули и полюса должны быть заданы комплексно- сопряженными парами полюсов или нулей соответственно. В текстовом поле Gain задается значение коэффициента усиления передаточной функции.

 

6. СОЗДАНИЕ МОДЕЛИ ГЕНЕРАТОРА СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЕГО МОМЕНТНЫХ ФУНКЦИЙ

 

Для создания источника шума (случайного процесса) с заданной корреляционной функцией или, что- то же самое, с заданной спектральной плотностью необходимо иметь генератор белого шума и формирующий фильтр. Формирующим называется фильтр, при подаче на вход которого белого шума, на выходе получается шум с требуемой спектральной плотностью. Известно, что спектральные плотности процессов на выходе и входе фильтра связаны соотношением

,

где - спектральная плотность входного белого шума, - спектральная плотность процесса на выходе фильтра (требуемая спектральная плотность), - комплексный коэффициент передачи формирующего фильтра, который из белого шума формирует шум с требуемой спектральной плотностью. Из приведенного соотношения следует, что для получения комплексного коэффициента передачи формирующего фильтра необходимо факторизовать требуемую спектральную плотность, т.е. представить ее в виде произведения двух сопряженных множителей. Тогда множитель, у которого нули и полюса лежат в верхней полуплоскости комплексных величин (т.е. имеют положительную мнимую часть), будет представлять искомый коэффициент передачи.

Теперь по поводу генератора белого шума. Чисто белого шума в природе не существует. Однако нас устроит белый шум с ограниченным по полосе спектром. Это значит, что спектральная плотность такого шума постоянна в пределах ограниченной полосы частот и равна нулю вне нее.

В системе Simulink есть блок Sources/Band-Limited White Noise, который создает шум заданной мощности, равномерно распределенной в пределах заданной полосе частот. В окне задания параметров устанавливаются параметры блока: Noise Power (мощность шума) и Sample Time (такт дискретности, равный интервалу между соседними выборочными значениями).Чтобы выборочные значения представляли систему независимых случайных величин, необходимо, чтобы Sample Time tc и граничная частота спектра (в герцах) были связаны соотношением . Таким образом, задав tc , мы тем самым задали граничную частоту спектра. Спектральная плотность белого шума, ограниченного по полосе равна отношению мощности шума k ширине спектра, равной . Чтобы спектр квази белого шума перекрывал частотную характеристику формирующего фильтра необходимо установить граничную частоту в несколько раз больше полосы пропускания формирующего фильтра (например в 10 раз). Для этого надо выбрать Sample Time tc из соотношения Seed:(начальное значение генератора случайных чисел по умолчанию равно 23341). Если необходимо посмотреть несколько реализаций случайного процесса, то для каждой реализации нужно устанавливать свое значение Seed.

Модель формирующего фильтра можно создать с помощью блоков системы Simulink Continuous/Transfer Fcn или Continuous/Zero-Pole в зависимости от того, в какой форме задана его передаточная функция. Если передаточная функция задана в виде отношения полиномов, то надо выбрать Transfer Fcn. Numerator [вектор коэффициентов полинома числителя, расположенных по убыванию степени переменной s]. Denominator [вектор коэффициентов полинома знаменателя. Если передаточная функция выражена через нули и полюса, т.е. задана в виде где - вектор нулей передаточной функции (корней полинома числителя); P- вектор полюсов передаточной функции (корней полинома знаменателя), то необходимо использовать блок Zero-Pole. В окне задания параметров надо указать параметры блока:Zero [вектор нулей], Poles [ вектор полюсов], Gain [коэффициент усиления передаточной функции]. Нули или полюса могут быть заданы комплексными числами. В этом случае нули и полюса должны быть заданы комплексно- сопряженными парами полюсов или нулей соответственно.

Последовательное соединение генератора белого шума, ограниченного по полосе, и формирующего фильтра образует генератор шума с желаемой спектральной плотностью.

Измерение среднего значения случайного процесса производится с помощью блока mean, который будет открыт путем последовательности вызовов пунктов меню Signal Processing Blockset/Statistics/mean. Аналогично для измерения дисперсии случайного процесса надо взять блок variance (Signal Processing Blockset/Statistics/variance). В обоих случаях устанавливается параметр Running. В этом случае блок выдает текущее значение среднего значения или дисперсии случайного процесса во времени.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-12-27; Просмотров: 596; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.