- •Введение
- •Инструкция по технике безопасности при работе с персональными электронно-вычислительными машинами (пэвм)
- •1. Краткие теоретические сведения
- •1.1. Интерфейс
- •1.2. Редактор формул
- •1.3. Матрицы и векторы
- •1.4. Работа с файлами (чтение, запись)
- •1.7. Ввод встроенных операторов
- •1.5. Программирование
- •1.6. Встроенные функции
- •Лабораторная работа № 1 Построение графиков в системе MathCad
- •1. Построение двумерных графиков
- •2. Форматирование двумерных графиков
- •3. Построение трехмерных графиков
- •4. Форматирование трехмерных графиков. Окно форматирования трехмерных графиков вызывается аналогично и имеет ряд вкладок (рис. 8):
- •5. Задание к лабораторной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 2 Решение систем уравнений, нелинейных и дифференциальных уравнений в системе MathCad
- •1. Решение систем линейных уравнений
- •1.1. Решение систем линейных уравнений матричным способом
- •1.2. Решение систем линейных уравнений с использованием функции lsolve(a,в)
- •1.3. Решение систем линейных уравнений с использованием функций Given и Find
- •2. Решение нелинейных уравнений.
- •3. Решение дифференциальных уравнений.
- •4. Задание к лабораторной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 Аппроксимация функций
- •1.1. Общие понятия
- •2. Локальная интерполяция
- •2.1. Линейная интерполяция.
- •2.2. Интерполяция сплайнами.
- •3. Глобальная интерполяция
- •4. Метод наименьших квадратов
- •5. Задание к лабораторной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 4 Анализ и синтез сигналов с помощью преобразования Фурье
- •1. Теоретические сведения
- •2. Практическая часть
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 5 Статистические расчеты на Mathcad
- •1. Генерация чисел, распределенных равномерно.
- •2. Генерация случайных чисел, распределенных по нормальному закону.
- •3. Вычисление коэффициента корреляции.
- •4. Задание к лабораторной работе
- •Контрольные вопросы
2. Практическая часть
Определим функцию,
задающую так называемый пилообразный
сигнал
и изобразим ее на графике
Заполним массив
s:
Проводим прямое
преобразование Фурье:
Внимание!
В том случае, когда в массиве s
содержится
элементов,
причем все числа действительные, следует
использовать функцию fft.
Во всех остальных случаях – функцию
cfft.
Массив g
содержит
комплексные коэффициенты дискретного
преобразования Фурье.
Размер массива
f –
Для анализа вклада отдельных гармоник в исходный сигнал изобразим на графике модули и аргументы гармоник
Проводим обратное преобразование Фурье, исключив гармоники с малым вкладом. Будем учитывать только гармоники с амплитудой не менее 0.3. Для отсечения слагаемых с малым вкладом воспользуемся функцией единичного скачка – функцией Хевисайда Ф.
Для обратного преобразования Фурье используется функция ifft, если прямое преобразование осуществлялось с помощью fft, и cifft, если прямое преобразование осуществлялось с помощью cfft.
Повторим преобразование Фурье, учтя слагаемые с амплитудой до 0.1.
Учет дополнительных гармоник существенно улучшил результат синтеза сигналов.
Задание к лабораторной работе
Получить спектр сигнала, параметры которого заданны в табл.1. Рассчитать и построить соответствующий амплитудно-частотный и фазочастотный спектры.
№ |
|
|
|
|
|
|
Сигнал |
1 |
10 |
|
5 |
10 |
20 |
0,95 |
1 |
2 |
15 |
|
6 |
|
12 |
0,7 |
2 |
3 |
8 |
|
4 |
|
8 |
0,82 |
3 |
4 |
4 |
|
2 |
4 |
8 |
0,9 |
4 |
5 |
10 |
5 |
5 |
10 |
20 |
0,85 |
5 |
6 |
7 |
|
4 |
8 |
16 |
0,9 |
6 |
7 |
4 |
2 |
10 |
20 |
40 |
0,75 |
7 |
8 |
8 |
|
3 |
6 |
12 |
0,89 |
8 |
9 |
3 |
|
7 |
10 |
20 |
0,92 |
9 |
10 |
10 |
3 |
4 |
12 |
24 |
0,9 |
10 |
11 |
4 |
|
3 |
7 |
14 |
0,87 |
1 |
12 |
6 |
|
4 |
|
8 |
0,5 |
2 |
13 |
16 |
|
8 |
|
16 |
0,45 |
3 |
14 |
10 |
|
5 |
10 |
20 |
0,93 |
4 |
15 |
4 |
2 |
2 |
4 |
8 |
0,77 |
5 |
16 |
12 |
|
6 |
12 |
24 |
0,8 |
6 |
17 |
20 |
10 |
2 |
4 |
8 |
0,4 |
7 |
18 |
12 |
|
11 |
22 |
44 |
0,74 |
8 |
19 |
7 |
|
2 |
8 |
16 |
0,95 |
9 |
20 |
19 |
13 |
5 |
16 |
32 |
0,88 |
10 |
Рис. 1 |
Рис. 2 |
Рис. 3 |
Рис. 4 |
Рис. 5 |
Рис. 6 |
Рис. 7 |
Рис. 8 |
Рис. 9 |
Рис. 10 |
