17561

Освоєння основ програмування в програмному середовищі VISSIM

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Лабораторна робота №1 з дисципліни: Автоматизоване проектування ТЗЗІ Тема: Освоєння основ програмування в програмному середовищі VISSIM Мета: спроектувати довільну модель. Теоретичні відомості Будьяке коло яке містить RLелементи має властивість часто...

Украинкский

2013-07-04

124 KB

0 чел.

Лабораторна робота №1

з дисципліни: «Автоматизоване проектування ТЗЗІ»

Тема: «Освоєння основ програмування в програмному середовищі VISSIM»

Мета: спроектувати довільну модель.

Теоретичні відомості

Будь-яке коло, яке містить R,L-елементи, має властивість частотної селективності, або фільтрації. При фільтрації в певному діапазоні частот, що називається смугою пропускання, сигнали передаються з найменшим затуханням, поза ж цим діапазоном – з максимальним затуханням. На границі смуги пропускання, тобто на граничній частоті відбувається зменшення потужності сигналу в 2 рази, а напруги й струму – в  раз. Таким чином, будь-яке коло, що має у своєму складі хоча б один реактивний елемент є фільтруючим по частоті. Ефективність фільтрації різних за складом й структурою кіл неоднакова й визначається в основному амплітудно-частотними характеристиками кола.

Ідеальними вибірковими властивостями володіє електричне коло АЧХ якого має прямокутну форму, при чому в межах смуги пропускання має максимальне значення, а поза нею нульове. В залежності від частотного діапазона, що відповідає смузі пропускання, фільтри поділяють на фільтри нижніх частот (ФНЧ), фільтри верхніх частот (ФВЧ), смугові фільтри (СФ) та ежекторні фільтри (РФ). Відповідні їм АЧХ зображено на Рис. 4.

Рис. 4

Опір або провідність реактивних елементів залежать від частоти, тому, якщо електричне коло містить реактивні елементи, то вони вносять зміни у величину амплітуди і фази прикладеного впливу при зміні його частоти. Тобто, амплітуда і фаза реакції електричного кола, що містить реактивні елементи, є функціями частоти. Ці функціональні залежності доцільно розраховувати відносно до амплітуди і фази струму або напруги на вході електричного кола. Це дозволяє, характеризувати частотні властивості електричного кола безвідносно до амплітудних значень і початкових фаз впливів. Для визначення частотних властивостей електричного кола, використовуються частотна передаточна функція. Частотна передаточна функція може бути представлена, як відношення сигналу на виході до сигналу на вході кола, що представлені вчастотній формі:

Таким чином, комплексна передаточна функція відображає частотні властивості ланцюга, відразу у всьому діапазоні частот та на кожній окремій частоті.

Маючи комплексну передаточну функцію і функцією  завжди можна визначити :

Як і будь-яке інше комплексне число, комплексна передаточна функція може бути представленою у показовій формі:

Модуль комплексної передаточної функції:

називають амплітудно-частотною характеристикою (АЧХ) електричного кола, що показує, як залежить амплітуда реакції ланцюга від частоти впливу. Аргумент комплексної передатної функції

називається фазочастотною характеристикою (ФЧХ) електричного кола і визначає частотну залежність різниці фаз реакції і впливу:

Частотні характеристики електричних кіл описують, безпосередньо електричні кола (не залежать від впливу) і визначається структурою і значеннями параметрів елементів електричного кола.

Визначення операторної передаточної функції

Розрахунок режекторних, смугових фільтрів та фільтрів верхніх частот виконується на основі фільтрів нижніх частот.

Очевидно, що для ФНЧ з граничною частотою ωгр ідеальна частотна залежність коефіцієнта передачі матиме вигляд:

На Рис. 5 зображено залежність нормованого коефіцієнта передачі від нормованої частоти.

Рис. 5

Така частотна характеристика заздалегідь нереалізуєма, обернення в нуль функції , а отже й К, неможливе в реальних радіотехнічних системах.

Тому виникає питання про підбір допустимої апроксимуючої функції, яка б максимально наближалась би до ідеальної і реалізовувалась на основі радіотехнічних пристроїв.

Широко застосування набув метод апроксимації частотної характеристики ідеального ФНЧ, що отримав назву апроксимації по Чебишеву. Частотний коефіцієнт передачі задається формулою:

де ε<=1 – постійне число, що називається коефіцієнтом нерівномірності характеристики в смузі пропускання, а Тn  - многочлен Чебишева n-го порядку, де  n вказує на порядок фільтра. За допомогою наведеної функції можна якісно апроксимувати  ідеальну характеристику ФНЧ, бо в межах смуги пропускання  величина К коливається від 1 до 1/(1+ε2), якщо ж ωн>>1, то фільтр забезпечує максимальне ослаблення сигнала. Взагалі у фільтрів Чебишева, на відміну від, припустимо, баттервортівських фільтрів, частотна характеристика досить відмінна від ідеальної в межах частоти зрізу, проте вона забезпечує майже миттєве спадання фронту на тій самій частоті.

В канонічній формі функція Чебишева записується

де рнn – полюси, в яких знаменник функції обертається в нуль, а рн – Лапласова частота, що пов’язана з циклічною частотою співвідношенням рн=н, де ωн – нормована циклічна частота. Як видно, кількість полюсів визначається порядком фільтра.

Хід роботи

Наведена модель описує вплив фільтра нижніх частот, спроектованого за методом Чебишева на вхідну послідовність прямокутних імпульсів з амплітудою 1В, тривалістю 0,5 сек та лінійною частотою в 1 Гц.

Крім того, наводиться амплітудно-частотна та фазочастотна характеристики використаного фільтру.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

39101. Учение о биосфере и ноосферная концепция В.И.Вернадского 109.5 KB
  Биосфера -- живая оболочка планеты. В век научно-технического прогресса особое значение приобретают знания о жизненных процессах в целом, происходящих на нашей планете. Необходимость в них возникает в связи с резко возросшим разрушительным антропогенным воздействием на природную среду
39102. Содержание права природопользования 31.85 KB
  Институт права природопользования занимает одно из центральных мест в системе экологического права. Он представляет собой совокупность правовых норм, которые регулируют порядок и условия использования природных ресурсов, права и обязанности природопользователей.
39103. Формирование массового экологического мировоззрения 99.5 KB
  Экологическая этика учит что не только к человеку но и ко всем живым существам а также к экосистемам и даже как полагают некоторые экофилософы участкам неживой природы нужно относиться как к моральному партнеру субъекту а не как к вещи[12]. Экологическая этика направляет природоохранные действия в двух направлениях: 1 люди действуют или избегают действий из соображений и ради блага самой природы охраняют природу ради нее самой; 2 эти действия совершаются из морального принципа без какихлибо корыстных интересов человека а то и ему...
39104. Гомеостатические свойства биосферы 119.5 KB
  Рассмотренные выше взаимоотношения хищник жертва в данном контексте можно описать несколько подробнее; так в водной экосистеме хищные рыбы щука в пруду поедают другие виды рыбжертвы карась; если численность карася будет увеличиваться это пример положительной обратной связи; щука питаясь карасем снижает его численностьэто пример отрицательной обратной связи; при росте числа хищников снижается число жертв и хищник испытывая недостаток пищи также снижает рост своей популяции; в конце концов в рассматриваемом пруду устанавливается...
39105. Устойчивая энергетика 26.92 KB
  К началу третьего тысячелетия стало очевидным, что человечество в лихорадочной гонке производства и неумеренного потребления жизненных благ вошло в противоречие с законами развития биосферы и поставило под вопрос возможность продолжения собственного существования.
39106. Экологические обязанности граждан и общественных объединений 80 KB
  Ответ напрашивается сам собой если бы люди реально представляли последствия своих действий а не редко и бездействий если бы был ужесточен контроль за деятельностью предприятий и людей в области предотвращения загрязнения окружающей среды а также применение более жестких санкций за причинение вреда всей экологии в целом тогда возможно экологическая ситуация была бы не столь плачевна. Одно радует с принятием Конституции РФ в 1993году закрепилось право на благоприятную окружающую среду а так же Федерального закона Об охране окружающей...
39107. Природоохранное управление процессами нормирования качества атмосферного воздуха в Российской Федерации 406.5 KB
  Вместе с тем, специальных исследований, посвящённых изучению проблем природоохранного управления процессами нормирования качества атмосферного воздуха в Российской Федерации не проводилось. Недостаточно изучена специфика деятельности органов государственной власти в России в данной области.
39108. Обострение и глобализация экологических, социальных и экономических проблем 36.93 KB
  Возникновение глобализации 4 2. Общество и процессы глобализации 5 3. Проявления глобализации 8 4. Укоренение этой идеи в науке и общественном сознании способствовало осознанию глобализации процессов в современном мире.
39109. Устойчивое сельское хозяйство 26.34 KB
  Современное состояние и тенденции развития сельских территорий 2. Цели принципы и задачи государственной политики в области устойчивого развития сельских территорий 3. Направления государственной политики в области устойчивого развития сельских территорий Заключение Список литературы Введение Концепцией долгосрочного социальноэкономического развития Российской Федерации на период до 2020 года утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 ноября 2008 г. N 1662р определены основные цели государственной аграрной...