Генерация сигналов и оценка их энергетических характеристик в пакете Simulink

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра «Автоматика и телекоммуникации»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

По предмету: «Цифровая обработка сигналов»

По теме: «Генерация сигналов и оценка их энергетических характеристик в пакете Simulink»

                                                                                              Выполнил:

                                                                                          студент группы СУА-16б

Татаренков Н.И.

                                                                                              Проверил:

Ярошенко О.А.

Донецк 2018

Вариант 8

Цель работы: освоить основы моделирования сигналов в пакете Simulink и изучить способы оценки энергетических характеристик сигналов.

        Задачи работы:

1. Освоить основы работы в пакете Simulink и ознакомиться с составами базовой библиотеки и библиотеки DSP blockset.

2. Научиться создавать, настраивать и исследовать модели сигналов в пакете Simulink.

3. Освоить создание математических моделей сигналов.

4. Исследовать энергетические характеристики сигналов, используя результаты аналитических расчетов и моделирования.

Задание 1

1. Используя блок Signal Builder из папки Sources или другие блоки базовой библиотеки Simulink создать согласно своему варианту задания модели двух сигналов из табл. (рис. 1.2 и 1.5).
2. Создать модель, которая выводит графики обеих сигналов, а также график суммы этих сигналов (рис. 2.1, 2,2).

[pic 1]

Рисунок 2.1 - модель, которая выводит графики обеих сигналов и график суммы этих сигналов, а также оценки энергии сигнала.

Параметры Signal Builder: Max time 0.055.

Параметры времени моделирования: Start time 0, Stop time 0.055.

[pic 2]

Рисунок 2.2 - графики обеих сигналов и график суммы этих сигналов

1. Аналитически описать математические модели всех трех полученных сигналов.
2. Аналитически определить энергетические параметры суммарного сигнала:

– энергию;

– среднюю мощность;

– пик фактор;

– норму

1.5        Оценить на модели энергетические параметры суммарного сигнала для разных значений частоты дискретизации (≈ Т/100, Т/500, Т/1000) и сравнить с результатами расчета в пункте 1.4. Для оценки энергии сигнала можно использовать структуру модели, приведенную на рисунке 2.1.

Задание 2

1. Аналитически опишите математическую модель сигнала согласно варианту задания с использованием функции Хэвисайда.
2. Аналитически определите энергию, среднюю мощность, СКЗ и норму данного сигнала.
3.  Создайте Simulink модель данного сигнала и оцените на модели его энергетические параметры (рис 2.3, 2.4). Сравнить их с результатами расчета в пункте 2.2.

[pic 3]

Рисунок 2.3 - модель, которая выводит график сигнала, а также оценку энергии сигнала.

Параметры Signal Builder: Max time 0.055.

Параметры времени моделирования: Start time 0, Stop time 0.003.

[pic 4]

Рисунок 2.4 - график сигнала.

Выполнение аналитических расчетов по заданию 1

1. Аналитически описать математические модели всех трех полученных сигналов.[pic 5]

        A=3 T=0.055

                   (2.1)[pic 6]

y=at+b

b=A

0=at+A → a= - (A/T)

Y=a*0+b=3 →b=3→a*0.055+3=0→a*0.055= -3→a= -(3/0.055)

S1(t)= -(3/0.055)t+3

[pic 7]

b=A

-A=aT+A

-2A=aT

a=-(2A/T)

y=at+b

b=3

-3=a*0.055+3

-2*3=a*0.055

-6=a*0.055

a= -(6/0.055) → S2(t)= -(6/0.055)t+3

Используя сумму описать математические модели получим:

[pic 8]

S3(t)==  -(3/0.055)t+3+(-(6/0.055)t+3)[pic 9]