Лабораторна робота №17

Моделювання аналогового сигналу в Matlab| і Simulink|

Теоретична частина.

1. Дискретизація сигналів

Зазвичай всі сигнали є аналоговими. Щоб використовувати аналоговий сигнал в цифрових системах необхідно перетворити аналоговий сигнал в цифровий. Цей процес складається з дискретизації і квантування.

Мал. 5.1. Перетворення аналогового сигналу в цифровій

Процес перетворення аналогового сигналу в дискретний називається дискретизацією.

Мал. 5.2. Дискретизація сигналу

2. Моделювання дискретних сигналів в Matlab|

Генерувати сигнали в Matlab| можна трьома способами:

• у діалоговому режимі, за допомогою послідовності команд в командному вікні;

• у автоматичному режимі, шляхом створення і запуску на виконання m-скрипта|;

• у автоматичному режимі, шляхом створення і виклику m-функції|.

Генерування сигналів в діалоговому режимі.

Цей спосіб найбільш трудомісткий, оскільки вимагає кожну команду набирати з клавіатури в командному вікні. Щоб підвищити продуктивність праці, можна всю послідовність команд заздалегідь набрати в будь-якому текстовому редакторові (звичайно це Notebook| або Word|), а потім, скопіювавши текст в буферну пам'ять (Clipboard|), вставити його в командне вікно. Недолік цього способу в тому, що необхідно одночасно тримати активними дві програми – Matlab| і текстовий редактор. Гідність даного способу виявляється тоді, коли роботу в Matlab| проводять, слідуючи якійсь інструкції, в якій теоретичні відомості чергуються з практичними завданнями у вигляді фрагментів текстів m-скриптів|.

Генерування сигналів шляхом створення m-скрипта|. Даний спосіб відрізняється тим, що всі команди набираються в спеціальному вікні редактора m-файлів| (рис.5.3).

Мал. 5.3. Вікно редактора т-файлов|

Даний спосіб хороший тим, що замість сторонніх програмних продуктів використовується власний інструментарій Matlab|, спеціалізований для написання і відладки т-скриптів|.

Генерування сигналів шляхом створення m-функції|. Даний спосіб відрізняється тим, що вхідні дані записують як аргумент якоїсь функції а вихідні - як значення цієї функції. Зручність в тому, що символьні позначення даних можуть відрізнятися від позначень, використовуваних в тілі функції. Більш того, числові значення вхідних даних можна просто задавати в найменуванні функції, що викликається.

3. Моделювання обробки сигналів в Simulink|

Simulink| забезпечує надзвичайно обширні можливості створення програм обробки сигналів для сучасних наукових і технічних застосувань.

Що підключається до Simulink| могутня підсистема імітаційного моделювання в реальному масштабі часу (за наявності додаткових апаратних засобів у вигляді плат розширення комп'ютера), представлена пакетами розширення Real| Time| Windows| Target| і Workshop|, — могутній засіб управління реальними об'єктами і системами. Гідністю такого моделювання є його математична і фізична наочність. У компонентах моделей Simulink| можна задавати не тільки фіксовані параметри, але і математичні співвідношення, що описують поведінку моделей.

Пакет може застосовуватися, зокрема, в таких областях, як обробка аудіо-| і відеоінформації, телекомунікації, геофізика, завдання управління в реальному режимі часу, економіка, фінанси і медицина.

Завдання до роботи:

Завдання 1. Згенерувати сигнал на виході моделі (з частотою дискретизації Fs|), якщо на вхід подається сигнал:

.

Генерацію сигналу реалізувати в середовищі Matlab| шляхом створення т-функції|

Завдання 2. Згенерувати цей же сигнал але генерацію сигналу реалізувати в середовищі Simulink|.

Порівняти результати моделювання в середовищах Matlab| і Simulink|.

Варіанти: