Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
архив прош.сесий / архив прош.сесий / Vasilyev_i_dr_Matematicheskoe_i_kompyuternoe_mo.docx
Скачиваний:
84
Добавлен:
19.02.2016
Размер:
710 Кб
Скачать
☆

3.3.Блочно-импульснаяаппроксимация

Однойизнаиболеераспространенныхиудобныхдляприменениявзадачахобработкиимоделированиясигналовдинамическихсистемоказываетсябазиснаясистемаблочно-импульсныхфункций[21].Рассмотримблочно-импульснуюаппроксимациюинекоторыенеобходимыеоперациинадспектрами.

Пустьотрезок

[0,T]

разбитнаmравныхчастей,длиной

h=T

m.Нарешеткеаргумента

{ih}m

задаетсясистемабазисных

i=1

функций

vi(t)=σ(t−(i−1)h)−σ(t−ih). (3.6)

Здесь

i=1,...,m;

vi(t)

–прямоугольныеблочно-импульсные

функции;σ(t)–функцияединичногоскачка:

⎨

σ(t)=⎧0,

⎩1,

еслиt<0,

еслиt≥0.

(3.7)

Аппроксимациясигналапосистемеблочно-импульсныхфункцийопределяетсяпоформулам(3.2)–(3.3)как

где

x~(t)=

m

∑

i=1

X0(i)vi(t),

(3.8)

X(i)=1

0 h

ih

∫x(t)dt. (3.9)

(i−1)h

Есликблочно-импульснымбазиснымфункциямдобавитькусочно-линейныефункции:

w(t)=⎛2t+1−2i⎞v(t),

(3.10)

i ⎜h ⎟i

⎝ ⎠

тоаппроксимациясигналапосистемелокально-импульсныхбазисныхфункцийпервогопорядкасущественноулучшитсяибудетопределятьсяпоформуле:

m

xa(t)=∑(X0(i)vi(t)+X1(i)wi(t)).

i=1

(3.11)

Нарис.3.18,3.19представленыструктурныесхемымоделей,генерирующихблочно-импульсныебазисныефункциинулевогоипервогопорядков.

Рис.3.18.Структурнаясхема,генерирующаяблочно-импульсныефункциинулевогопорядка,играфикблочно-импульсныхфункций.

Рис.3.19.Структурнаясхема,генерирующаяблочно-импульсныефункциипервогопорядка,играфиккусочно-линейныхфункций.

Пример3.2.

Рассмотрим реализацию метода аппроксимации блочно-

импульснымифункцияминулевогоипервогопорядковвсреде

MATLAB/Simulink. В качестве примера используем сигнал

x(t)=cos2πt2

наинтервале[0,1],m=10.Структурнаясхемаанализа

сигналарассматриваемымметодомпредставленанарис.3.20.

Назначениеблоковследующее:

−BFгенерируетсистемубазисныхфункций;

−X(t)генерируетанализируемыйсигнал;

−X0,X1рассчитываютэлементыспектра;

− Stepопределяетмоментзаписиспектраврабочуюобласть.Полученныйспектр,кромезаписи,выдаетсянадисплей.

V(t)W(t)

BF

x(t)

X0v(t)

X0

x(t)

X1w(t)

Step

X

ToWorkspace

x(t)

X(t)

X1

0

Display

Рис.3.20.Структурная-схемаанализасигналаблочно-импульснымметодом.

Структурнаясхема,представленнаянарис.3.21,восстанавливаетсигнал.Навходсхемыподаютсябазисныефункциииспектранализируемогосигнала,навыход–аппроксимациясигналапосоответствующемуметодуиисходныйсигнал.

x(t)

X0

X(t)

From

Workspace

Out1

BF

DotProduct2

Scope

Рис.3.21.СтруктурнаясхемасинтезасигналапометодуБИФ.

Навиртуальныйосциллографподаютсяисходныйивосстановленныйсигналы.Онипредставленынарис.3.22дляобоихметодовсоответственно.Изграфиковвидно,чтодажепринебольшомчислеподинтервалов(m)получаетсядовольноточнаяаппроксимациясигнала.Точностьможноповышать,разбиваяинтервалопределениясигналанабольшееколичествоподинтервалов.

1

0.8

0.6

0.4

0.2

0

-0.2

-0.4

-0.6

-0.8

-1

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

Рис.3.22.Результатыаппроксимациисигнала.

Соседние файлы в папке архив прош.сесий