Simulink仿真设计题目.docx
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Simulink仿真设计题目.docx
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Simulink仿真设计题目
二、MATLAB仿真设计
1.自编程序实现动态卷积
1)掌握离散卷积过程:
序列倒置 移位 相乘 求和;
2)自编程序实现两个序列的动态卷积。
题目:
动态演示序列f1=u(n)(0 (0 程序: %functiony=yp(a1,b1) clearall clc a1=ones(1,10); b1=exp(-0.1*(1: 15)); na=length(a1) nb=length(b1) N=max(na,nb) I=nb-na t=-N+1: 2*N h=fliplr(a1) subplot(6,1,1) A=[zeros(1,N),a1,zeros(1,I+N)] stem(t,A,'.') title('A序列的图形') subplot(6,1,2) B=[zeros(1,N),b1,zeros(1,N)] stem(t,B,'.') title('B序列的图形') subplot(6,1,3) H=[zeros(1,I),h,zeros(1,2*N)] stem(t,H,'.') title('A序列翻转之后的图形') fori=1: 2*N E=[zeros(1,i),H(1: end-i)] pause (2) subplot(6,1,4) stem(t,E,'.') title('A序列一位一位的移位的图形') subplot(6,1,5) G=E.*B stem(t,G,'.') title('A序列每移一位与B序列点乘结果的图形') subplot(6,1,6) P=sum(G) y=[zeros(1,i-1),P] Y=[zeros(1,nb),y,zeros(1,2*N-i)] holdon stem(t,Y,'.') title('A序列与B序列卷积的图形') saveas(gca,num2str(i),'bmp') end 3)对仿真结果进行分析,是否符合卷积定理。 扩展: 程序: %functiony=yp(a1,b1) clearall clc a1=input('请输入一个序列a1: ') b1=input('请输入一个序列b1: ') na=length(a1) nb=length(b1) N=max(na,nb) ifna>nb I=na-nb t=-N+1: 2*N h=fliplr(b1) subplot(6,1,1) A=[zeros(1,N),a1,zeros(1,N)]%补零 stem(t,A,'.') title('A序列的图形') subplot(6,1,2) B=[zeros(1,N),b1,zeros(1,I+N)]%补零,使两个序列的长度相同 stem(t,B,'.') title('B序列的图形') subplot(6,1,3) H=[zeros(1,I),h,zeros(1,2*N)] stem(t,H,'.') title('B序列翻转之后的图形') elsenb>na I=nb-na t=-N+1: 2*N h=fliplr(a1) subplot(6,1,1) title('A序列的图形') A=[zeros(1,N),a1,zeros(1,I+N)] stem(t,A,'.') subplot(6,1,2) B=[zeros(1,N),b1,zeros(1,N)] stem(t,B,'.') title('B序列的图形') subplot(6,1,3) H=[zeros(1,I),h,zeros(1,2*N)] stem(t,H,'.') title('A序列翻转之后的图形') end fori=1: 2*N%对两个序列进行点乘。 E=[zeros(1,i),H(1: end-i)] pause(3) subplot(6,1,4) stem(t,E,'.') title('A序列一位一位的移位的图形') subplot(6,1,5) ifna>nb G=E.*A stem(t,G,'.') title('B序列每移一位与A序列点乘的图形') subplot(6,1,6) P=sum(G) y=[zeros(1,i-1),P] Y=[zeros(1,na),y,zeros(1,2*N-i)] holdon stem(t,Y,'.') title('A序列与B序列卷积的图形') else G=E.*B stem(t,G,'.') title('A序列每移一位与B序列点乘的图形') subplot(6,1,6) P=sum(G) y=[zeros(1,i-1),P] Y=[zeros(1,nb),y,zeros(1,2*N-i)] holdon stem(t,Y,'.') title('A序列与B序列卷积的图形') saveas(gca,num2str(i),'bmp'); end end 请输入一个序列a1: [1234] 请输入一个序列b1: [123] 2.用双线性变换法设计IIR数字滤波器 1)双线性变换法的基本知识 双线性变换法是将整个s平面映射到整个z平面,其映射关系为 双线性变换法克服了脉冲响应不变法从s平面到z平面的多值映射的缺点,消除了频谱混叠现象。 但其在变换过程中产生了非线性的畸变,在设计IIR数字滤波器的过程中需要进行一定的预修正。 2)设计中有关双线性变换法的子函数。 Bilinear 功能: 双线性变换——将s域(模拟域)映射到z域(数字域)的标准方法,将模拟滤波器变换成离散等效滤波器。 调用格式: [numd,dend]=bilinear(num,den,Fs);将模拟域传递函数变换为数字域传递函数,Fs为取样频率。 [numd,dend]=bilinear(num,den,Fs,Fp);将模拟域传递函数变换为数字域传递函数,Fs为取样频率,Fp为通带截止频率。 [zd,pd,kd]=bilinear(z,p,k,Fs);将模拟域零极点增益系数变换到数字域,Fs为取样频率。 [zd,pd,kd]=bilinear(z,p,k,Fs,Fp);将模拟域零极点增益系数变换到数字域,Fs为取样频率,Fp为通带截止频率。 [Ad,Bd,Cd,Dd]=bilinear(A,B,C,D,Fs);将模拟域状态变量系数变换到数字域,Fs为取样频率。 3)用MATLAB双线性变换法进行IIR数字滤波器设计的步骤: (1)输入给定的数字滤波器设计指标; (2)根据公式 进行预修正,将数字滤波器指标转换成模拟滤波器设计指标; (3)确定模拟滤波器的最小阶数和截止频率; (4)计算模拟低通原型滤波器的系统传递函数; (5)利用模拟域频率变换法,求解实际模拟滤波器的系统传递函数; (6)用双线性变换法将模拟滤波器转换为数字滤波器。 题目: 采用双线性变换法设计一个巴特沃斯数字低通滤波器,要求: wp=0.2 ,Rp=1dB;ws=0.3 ,As=15dB,滤波器采样频率Fs=100Hz。 4)用MATLAB进行仿真编程,得出仿真结果,并对结果波形进行分析,是否满足题目的滤波器设计要求。 二、Simulink仿真设计 1. 低通抽样定理 输入信号为频率为10Hz的正弦波,观察对于同一输入信号在不同的抽样频率时,恢复信号的不同波形形态。 (1) 当抽样频率大于信号频率的两倍,(eg: 30Hz) 1建立模型; 抽样仿真框图 2对每个模块进行参数设置; 正弦模块设置 抽样脉冲模块设置 幅度1v频率10hz 幅度1v频率30hz占空比20% 模拟滤波器模块设置(8阶巴特沃斯模拟滤波器,截止频率65hz) 3进行simulink仿真。 (2) 改变抽样频率为信号频率的两倍(eg: 20Hz) (3) 改变抽样频率小于信号频率的两倍(eg: 5Hz) (4) 对上述结果进行分析,得出抽样定理的结论。 2. 抽样量化编码 1)用一个正弦信号通过一个抽样量化编码器后按照A律13折线产生量化输出信号,从示波器(Scope)上可以观察到产生的量化误差。 正弦信号为幅度为1,频率为1Hz的连续时间信号。 ① 建立模型; 抽样量化编码仿真模块框图 ②对每个模块进行参数设置; ③进行simulink仿真; 改变参数: ④观察示波器的结果,得出结论。 2)设计一个13折线近似的PCM编码器,使它能够对取值在[-1,1]内的归一化信号样值进行编码。 (eg: 当输入为843 ,输出编码应为11101010) ① 建立模型; 需要的模块有限幅器(Saturation)、延迟器(Relay)、绝对值模块、 Look-UpTable(查表)、增益模块、量化器、Mux、Display、 Integertobitconverter(A/D)。 ②对每个模块进行参数设置; 3进行simulink仿真并调试; ④观察仿真结果,是否符合设计要求。
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