Описание лабораторной установки и порядок выполнения работы
Лабораторная установка представляет собой набор элементов и блоков Simulink, позволяющих изучить и исследовать структуру трёхканальной телеметрической системы с ЧРК.
Методика работы с моделью FILTERS
Модель FILTERS, предназначена для проверки качества частотного разделения каналов и состоит из канальных полосовых фильтров, характеристики которых вы рассчитали и ввели в командной строке. Выполните следующие действия:
Соедините вход, фильтр первого канала и выход (In 1 - Kanal 1 - Out 1).
Откройте вкладку Tools – Control Design – Linear Analysis.
В появившемся окне Control and Estimation Tools Manager снимите флажок с пункта Plot linear analysis result in. Запустите процесс моделирования, нажав кнопку Linearize model. Не закрывайте окно Control and Estimation Tools Manager при выполнении следующих пунктов.
Удалите связи, созданные в п.1. Теперь соедините вход, второй фильтр и выход (In 1 - Kanal 2 - Out 1). В окне Control and Estimation Tools Manager опять выберите ветвь Linearizations и нажмите Linearize model.
Повторите действия, описанные в п.4, только для третьего фильтра.
В окне Control and Estimation Tools Manager выберите в дереве проекта ветвь Custom Views. Нажмите New для создания графического окна, при этом оно появится в Custom Views с названием View. Кликните на нем мышью два раза и в ниспадающем меню для Plot1 выберите Bode Magnitude Plot. Нажмите кнопку Display View. Описанная методика создания нового вида отображена на рисунке 5.
Рисунок 5
В появившемся окне LTI Viewer отображены АЧХ фильтров. Щелкните правой клавишей мыши в рабочей зоне окна и выберите пункт Properties.
Введите настройки в соответствии с рисунком 6.
Рисунок 6
Если координаты по оси частот вас не устраивают, вы можете настроить их вручную, задав значения границ в поле X-Limits (вкладка Limits), как показано на рисунке 7.
Рисунок 7
Параметры элементов модели
Пример правильно собранной схемы для случая АМ-АМ приведён на рисунке 8. Рассмотрим подробно каждый элемент схемы, сопоставляя их с элементами структурной схемы, приведенной на рисунке 2.
Рисунок 8
Все параметры, доступные для настройки элементов системы,
приведены в таблице 1.4. В качестве датчиков в схеме модели в Matlab используются источники синусоидального сигнала, обозначенные соответственно как Datchik 1, 2, 3. Обратите внимание на то, что частота в этих и многих других блоках задаётся в рад/с, поэтому значение частоты, которое вы введёте в командной строке при выполнении лабораторной работы, будет умножена на 2π внутри блока датчика (рисунок 9).
Рисунок 9
Таблица 1.4
ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕМЕНТОВ МОДЕЛИ
Название элемента на структурной схеме |
Обозначение на схеме |
Параметр |
Описание |
1 |
2 |
3 |
4 |
Датчик, преобразователь
|
Datchik 1,2,3
|
Amplitude |
Амплитуда синусоиды, В |
Bias |
Смещение сигнала по оси ординат, В |
||
Frequency |
Частота сигнала, рад/с |
||
Phase |
Начальная фаза сигнала, рад |
||
Sample time |
Период дискретизации (0 для аналоговых сигналов) |
||
Источник помех |
Pomehi Kanal 1, 2, 3 |
Mean value |
Постоянная составляющая шума, В |
Variance |
Амплитуда шума, В |
||
Initial seed |
Величина, характеризующая случайность значений амплитуды шума |
||
Sample time |
Период шума, с
|
||
Фильтр нижних частот |
Filter nizhnih chastot Kanal 1, 2, 3 |
Design method |
Метод аппроксимации АЧХ фильтра |
Filter type |
Тип фильтра. Lowpass – ФНЧ |
||
Filter order |
Порядок полинома для аппроксимации АЧХ фильтра |
||
Passband edge |
Частота среза фильтра, рад/с |
||
Канальный модулятор, групповой модулятор
|
AM Modulator Kanal 1, 2, 3, Gruppovoi trakt |
Input signal offset |
Амплитуда несущей, В |
Carrier frequency |
Частота носителя, Гц |
||
Initial phase |
Начальная фаза носителя, рад |
||
4M Modulator Kanal 1, 2, 3 Gruppovoi trakt |
Carrier frequency |
Частота носителя, Гц |
|
Initial phase |
Начальная фаза носителя, рад |
||
Modulation constant |
Девиация частоты, Гц |
||
Sample time |
Точность получения выходного сигнала, с |
||
Symbol interval |
Период дискретизации (для аналоговых сигналов - inf) |
||
Полосовой фильтр, разделительный фильтр |
Polosovoi filter Kanal 1, 2, 3 |
Design method |
Метод аппроксимации АЧХ фильтра |
Filter type |
Тип фильтра. Bandpass – ПФ |
||
Filter order |
Порядок полинома для аппроксимации АЧХ фильтра |
||
Lower passband edge |
Нижняя частота среза фильтра, рад/с |
||
Upper passband edge |
Верхняя частота среза фильтра, рад/с
|
||
Канальный демодулятор, групповой демодулятор
|
AM Demodulator Kanal 1, 2, 3, Gruppovoi trakt
|
Offset factor |
Амплитуда несущей, В |
Carrier frequency |
Частота носителя, Гц |
||
Initial phase |
Начальная фаза носителя, рад |
||
Sample time |
Точность получения выходного сигнала, с |
||
4M Demodulator Kanal 1, 2, 3 Gruppovoi trakt |
Carrier frequency |
Частота носителя, Гц |
|
Initial phase |
Начальная фаза носителя, рад |
||
Modulation constant |
Девиация частоты, Гц |
||
Sample time |
Точность получения выходного сигнала, с |
||
Symbol interval |
Период дискретизации (для аналоговых сигналов - inf) |
||
Нормализатор (только для схем с АМ-ЧМ) |
Normalizator |
Gain |
Элемент устраняет зависимость ЧМ демодулятора от амплитуды сигнала (особенность работы Matlab) |