Закрепления базовых основ моделирования и обработки данных

Содержание

ВВЕДЕНИЕ        6

Задание 1.        7

Задание 2.        8

Задание 3.        9

Задание 4.        10

Задание 5.        16

Задание 6.        18

Задание 7.        21

Задание 8.        23

Задание 9.        24

Задание 10.        25

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ        26

ВВЕДЕНИЕ

MATLAB - это высокоуровневый язык и интерактивная среда для программирования, численных расчетов и визуализации результатов. С помощью MATLAB можно анализировать данные, разрабатывать алгоритмы, создавать модели и приложения.

MatLab представляет собой основу всего семейства продуктов MathWorks и является главным инструментом для решения широкого спектра научных и прикладных задач, в таких областях как: моделирование объектов и разработка систем управления, проектирование коммуникационных систем, обработка сигналов и изображений, измерение сигналов и тестирование, финансовое моделирование, вычислительная биология и др.

Данная среда широко используется в таких областях, как:

• обработка сигналов и связь,
• обработка изображений и видео,
• системы управления,
• автоматизация тестирования и измерений,
• финансовый инжиниринг,
• вычислительная биология и т.п.

Simulink – это графическая среда имитационного моделирования, позволяющая при помощи блок-диаграмм в виде направленных графов, строить динамические модели, включая дискретные, непрерывные и гибридные, нелинейные и разрывные системы. 

Целью данной работы является закреплением базовых основ моделирования и обработки данных.

Задание 1.

Дать общую характеристику пакета расширения системы MATLAB – Control System Toolbox.

Control System Toolbox - позволяет пользователю создавать и изменять линейную модель системы управления. При помощи интерактивных инструментов визуализации можно анализировать модель системы и получать сведения о поведении системы управления и её ограничениях. Можно также систематически настраивать параметры системы управления с использованием методов проектирования single-input/single-output (SISO - один вход/один выход) и multi-input/multi-output (MIMO - несколько входов/несколько выходов). 

При помощи Control System Toolbox можно задать систему через передаточную функцию или уравнения состояния, при помощи задания расположения нулей и полюсов или при помощи задания частотных характеристик. Функции для визуализации поведения системы во временной и частотной областях доступны из командной строки или графического пользовательского интерфейса.

Можно настраивать параметры ПИД регулятора при помощи инструмента автоматической настройки ПИД регуляторов, формировать логарифмические частотные характеристики, располагать нули и полюса, проектировать линейно-квадратичные регуляторы (LQR) или линейно-квадратичные гауссовы регуляторы (LQG) и применять другие интерактивные и автоматизированные методы. Есть возможность контролировать такие свойства системы, как время переходного процесса, перерегулирование, время нарастания, запасы устойчивости по амплитуде и фазе и т.д

Задание 2.

Вычислить значения функции.

Функция 1:

a=2;

b=0.95;

x=1.25:0.3:2.75;

y=(1+(log10(x./a)).^2)./(b-exp(x./a))

y =

   -1.1344   -0.8293   -0.6369   -0.5056   -0.4106   -0.3391

Функция 2:

x=1.25:0.4:3.25;

y=sqrt(abs(x.^(2)-2.5)).^(1/4)+sqrt(log10(x.^2)).^(1/3)

y =

    1.7527    1.6992    1.9931    2.1287    2.2253    2.3020

Функция 3:

x=1:0.4:5;

y=x.^(2.*x+1)+x.^(3)-2.*x

y =

   1.0e+07 *

  Columns 1 through 10

         0    0.0000    0.0000    0.0000    0.0000    0.0002    0.0014    0.0097    0.0722    0.5756

  Column 11

...