4131

Изучение алгоритма цифровой сверки

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Изучение алгоритма цифровой сверки Целью работы является изучение алгоритмов цифровой свертки изучение функций MatLab, позволяющих автоматизировать процесс вычисления цифровой свертки получение навыков расчета низкочастотных фильтров с использо...

Русский

2012-11-13

98 KB

15 чел.

Изучение алгоритма цифровой сверки

Целью работы являетстся:

изучение алгоритмов цифровой свертки;

изучение функций MatLab, позволяющих автоматизировать процесс вычисления цифровой свертки;

получение навыков расчета низкочастотных фильтров с использованием алгоритмов цифровой свертки.

Порядок выполнения работы

1. По заданному вектору входного сигнала и коэффициентам импульсной переходной функции определить выходную последовательность, используя функцию conv. 

Задав временные последовательности  векторами, в пакете MatLab дискретная свертка вычисляется с помощью функции conv. 

%Вычисление дискретной свертки (нерекурсивный фильтр)

x = [1,3,2]; % входной сигнал

h = [1,2,3,4]; % импульсная характеристика

y = conv(x,h); % функция дискретной свертки

 y                     % результат

y =     1     5    11    17    18     8                                             

2. По заданному вектору входного сигнала и коэффициентам импульсной переходной функции определить выходную последовательность, используя filter.

В пакете MatLab дискретная фильтрация выполняется командой filter.

%Фильтрация выполненная командой filtеr

%y=filtеr(b,a,x)

%b-вектор нерекурсивной части фильтра (числитель функции передачи)

%a-вектор коэффициентов рекурсивной части фильтра(знаменателя функции

%передачи)

%x-входной сигнал

z= filter(h,1,x) %b=h-импульсная характеристика(вектор h), a=1-скаляр

%Чтобы получить полный выходной сигнал,входной вектор x необходимо

%дополнить необхидимым количеством нулей

z1= filter(h,1,[x,0,0,0])

z =     1     5    11

z1 =     1     5    11    17    18     8

%Реализация фильтрации с нулевым фазовым сдвигом

s=[zeros(50,1);ones(100,1);zeros(50,1)];%Входной сигнал.

[b,a]=cheby1(5,3,0.05);                %Коэффициенты фильтра Чебышева.

s1=filter(b,a,s);                      %Результат фильтрации.

plot(s)

hold on

plot(s1,'--'),grid on                   %Графики выходных сигналов.

hold off

3. По заданному вектору входного сигнала и коэффициентам импульсной переходной функции определить выходную последовательность, используя  filtfilt.

Для реализации фильтрации с нулевым фазовым сдвигом в MatLab разработана функция filtfilt.

Реализация фильтрации с нулевым фазовым сдвигом(функция filtrfiltr)

%Синтаксис y=filtrfiltr(b,a,x)

s=[zeros(50,1);ones(100,1);zeros(50,1)];%Входной сигнал.

[b,a]=cheby1(5,3,0.05);                 %Коэффициенты фильтра Чебышева.

s2=filtfilt(b,a,s);                     %Результат фильтрации.

plot(s)

hold on

plot(s2,'-.'),grid on                   %Графики выходных сигналов.

hold off

По известным коэффициентам передаточных функций коэффициенты импульсной  характеристики определяются с помощью функции impz:

n=impz(b,a,n)

где b, a – полинома числителя и знаменателя; n – вектор отсчетов импульсной характеристики. Если он явно не указан, то MatLab автоматически выбирает число отсчетов в зависимости от поведения импульсной характеристики.

[b,a]=butter(5,0.2);%Фильтр Баттерворта 5-го порядка с частотой среза 0.2.

impz(b,a),grid on   %Импульсная характеристика фильтра.

Рис.2. Импульсная характеристика фильтра.

Принципиальная схема фильтра с использованием линий задержек

Фильтрация сигналов с использованим блоков задержек (1- сигнал на выходе фильтра, 2 – на входе фильтра).

Вывод:

На этой лабораторной работе мы выяснили что, в теории автоматического управления и при цифровой обработке сигналов широко используються понятия линейной системы. Это объясняется тем, что процессы в линейных системах описываются линейными уравнениями, имеющие общее решение, что позволяет применить ее к описанию процессов в более широких областях техники по сравнению с математическими моделями нелинейных систем. Под системой будем понимать устройство, которое меняет свое состояние при поступлении внешних воздействий. Поэтому к системе относится устройства не только преобразующие энергию,  но и устройства, преобразующие информацию.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

78465. Обструктивный тип дыхательной недостаточности. Клинические и функциональные признаки, характерные для ДН обструктивного типа 85 KB
  Встречается при: Хронический бронхит; Бронхиальная астма; Эмфизема; ХОБЛ; Синдром бронхиальной обструкции; Стенозы трахеи и крупных бронхов; Бронхоэктатическая болезнь; Причины сужения просвета бронхов: бронхоспазм; аллергический отёк; воспалительный отёк; инфильтрация слизистой оболочки бронхов; закупорка бронхов мокротой; склероз бронхиальных стенок; деструкция каркаса бронхиальных стенок; Патогенез: Сужение просвета бронхов является причиной роста сопротивления потоку воздуха в бронхах что в свою очередь приводит к снижению...
78466. Дыхательная недостаточность по смешанному типу. Клинические и функциональные признаки, характерные для ДН смешанного типа 86.5 KB
  Пневмосклероз различной этиологии; Обструктивный тип ДН: Хронический бронхит; Бронхиальная астма; Эмфизема; ХОБЛ; Синдром бронхиальной обструкции; Стенозы трахеи и крупных бронхов; Бронхоэктатическая болезнь; Развивается при длительном течении сердечнолегочных заболеваний; Диагностика: признаки ДН клиника; исследование ФВД характеризуется снижением практически всех показателей...
78467. Тяжелое течение острой дыхательной недостаточности: астматический статус. Принципы диагностики и лечения 98.5 KB
  Возросшее сопротивление воздухоносных путей преодолевается за счет больших колебаний внутриплеврального давления чрезмерно низкого на вдохе и очень высокого на выдохе что приводит к резкому увеличению работы быстрому утомлению и снижению функции дыхательной мускулатуры; Клиника: I стадия относительной компенсации: выраженный приступ удушья не купирующийся ранее эффективными ЛС; мучительный приступообразный кашель без мокроты; вынужденное положение больного; диффузный цианоз; потливость; возбуждение больного; перкуторно:...
78468. Тяжелое течение острой дыхательной недостаточности: острый респираторный дистресс-синдром взрослых (ОРДСВ). Причины ОРДСВ 124 KB
  Острый респираторный дистресссиндром ОРДС особая форма дыхательной недостаточности возникающая при острых повреждениях легких различной этиологии и характеризуется образованием в обоих легких диффузных легочных инфильтратов резким нарушением растяжимости легочной ткани развитием некардиогенного отека легких и выраженной гипоксемии резистентности к кислородотерапии.; При остром повреждении легкого происходит воспаление = Скопление активированных лейкоцитов и тромбоцитов = Протеолитические ферменты Простагландины Активные...
78469. Тяжелое течение острой дыхательной недостаточности: кардиогенный отек легких. Патогенетические и клинико-функциональные различия кардиогенного и некардиогенного отека легких 82.5 KB
  Патогенетические и клинико-функциональные различия кардиогенного и некардиогенного отека легких. Причины кардиогенного отека легких. Отек легких это острое состояние в основе которого лежит патологическое накопление внесосудистой жидкости в легочной ткани и альвеолах приводящее к снижению функциональных способностей легких.
78470. Клинико-рентгенологические признаки легочного инфильтрата. Наиболее частые причины легочного инфильтрата. Тактика ведения больных с легочным инфильтратом 102 KB
  Легочной инфильтрат - клинико-рентгенологический признак воспалительного изменения легочной паренхимы за счет экссудативно-пролиферативных процессов, сопровождающихся потерей воздушности, эластичности и уплотнением структур легочной ткани.
78471. Классификация пневмоний. Критерии для постановки диагноза «пневмония». Оценка тяжести и прогноза исхода пневмонии по шкале CURB-65 97 KB
  Критерии для постановки диагноза пневмония. Классификация пневмоний Американского торакального общества 1993 г: Внебольничная пневмония ВП; Нозокомиальная внутригоспитальная пневмония НП; Аспирационная пневмония АП; Пневмония у лиц с тяжелым дефектом иммунитета; Типичные вызываются пневмотропными микробами; Атипичные вызываются внутриклеточными облигантами такими как вирусы хламидии микоплазмы клебсиеллы легионеллы и др.; Вторичные пневмонии: Застойная гипостатическая пневмония декомпенсация ХСН; Инфарктная...
78472. Внебольничная пневмония: принципы диагностики на амбулаторном и стационарном этапах ведения. Принципы выбора эмпирической антимикробной терапии в зависимости от группы риска и вероятной этиологии пневмонии 133 KB
  Лечение ВП в амбулаторных условиях: возбудители и препараты выбора: S. influenz: Препараты выбора: Амоксициллин или макролиды внутрь; Альтернативные препараты: Респираторные фторхинолоны левофлоксацин моксифлоксацин Доксициклин внутрь; S.ureus Enterobctericee: Препараты выбора: Амоксициллин Клавуланат или цефуроксим аксетил внутрь; Альтернативные препараты: Респираторные фторхинолоны левофлоксацин моксифлоксацин внутрь; Лечение ВП в стационарных условиях: возбудители и препараты выбора: S.ureus Enterobctericee: Препараты...
78473. Критерии пневмонии тяжелого течения. Инфекционно-токсический шок. Сепсис. Тактика ведения больных с тяжелой пневмонией 93.5 KB
  и ниже; Большие: Необходимость проведения ИВЛ; Увеличение объема инфильтрата в легких на 50 и более в течении 48 часов от начала терапии; Острая почечная недостаточность диурез менее 80 мл за 4 часа или сывороточный креатинин более 2 мг дл при отсутствии анамнестических указаний на наличие ХПН; Септический шок или потребность в вазопрессорах более 4 часов; Оценка тяжести и прогноза исхода пневмонии по шкале CURB65 по 1 баллу за признак: Спутанное сознание; Мочевина 7 ммоль л; ЧДД = 30 в мин; АД = 90 60 мм. Клиника: резкая...