Лабораторна робота № 1 (ЦОС). Лабораторна робота 1. Вивчення основ роботи з пакетом для математичних та інженерних розрахунків matlab
 Скачать 247.02 Kb.
|
|
Міністерство освіти і науки України Національний університет «Запорізька політехніка» ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1. «ВИВЧЕННЯ ОСНОВ РОБОТИ З ПАКЕТОМ ДЛЯ МАТЕМАТИЧНИХ ТА ІНЖЕНЕРНИХ РОЗРАХУНКІВ MATLAB» Виконав студент гр РТ-612м Мєльніков О.В. Прийняв Єфименко М.В. м. Запоріжжя, 2022 Лабораторна робота №1. Вивчення основ роботи з пакетом для математичних та інженерних розрахунків MATLAB 6 варіант Мета роботи: ознайомитися з системою MATLAB та вивчити основні принципи роботи з цією системою. Хід роботи Використовуючи методичний матеріал, ознайомився з командним вікном системи MATLAB.  Обчислив наступні математичні вирази через командне вікно системи MATLAB: 2+3 x=pi/4 2.301*sin(x) 4+ехр(3)/5 y=8 sqrt(y)/2 sin(pi/2)  Всі значення змінних, обчислені протягом поточного сеансу роботи, також можна побачити в спеціальній області пам'яті, яка називається робочим простором системи MATLAB (по-англійські – Matlab Workspace).  Далі зберіг зміст робочого війна у файлі та очищаємо робочий простір командою clear у командному вікні системи MATLAB.   Очистив видимий зміст робочого простору командою clc командному вікні системи MATLAB та завантажуємо зміст робочого простору з файлу.  Створив Файл-сценарій розрахунку трьохчастотного сигналу на фоні сильного шуму, створюваного генератором випадкових чисел у відповідності з таблицею 1.1 відповідно з отриманим варіантом (F1=120; F2=160; F3=200) та у командному вікні системи MATLAB вводимо наступну команду.  Отримав наступний графік  Сигнал, що промоделював, має середню частоту 160 рад/с і два бічні сигнали з частотами 120 і 200 рад/с, що відповідає амплітудно-модульованому сигналу з частотою модуляції 40 рад/с. З вигляду сигналу не видно, що корисний сигнал – амплітудно-модульоване коливання, настільки його забито шумами. Побудував графік спектральної густини отриманого сигналу за допомогою прямого перетворення Фур’є, перетворюючи часове зображення сигналу в частотне. Цей графік в області частот до 300 Гц будується за допомогою наступних команд:  Отримав графік спектральної густини сигналу. Спектрограма сигналу має явний пік на середній частоті амплітудно-модульованого сигналу і два бічні піки. Всі ці три частотні складові сигналу явно виділяються на загальному шумовому фоні. Таким чином, даний приклад наочно ілюструє техніку виявлення слабих сигналів на фоні шумів, що лежить в основі роботи радіоприймальних пристроїв.  Створив Файл-сценарій для побудови графіка спектральної густини отриманого сигналу за допомогою прямого перетворення Фур’є, що перетворює часове зображення сигналу в частотне.  Виконав отриманий Файл-сценарій з командного рядка, натиснувши на кнопку «Run». Створив М-функцію для розрахунку трьохчастотного сигналу на фоні сильного шуму, створеного генератором випадкових чисел.  Висновки Виконавши лабораторну роботу№1, вивчив основи роботи з пакетом для математичних та інженерних розрахунків MATLAB. Використовуючи методичний матеріал, ознайомився з командним вікном системи MATLAB. Також навчився обчислювати математичні вирази, завдяки системі MATLAB. Також опанував створення М – файлів та побудову графіка спектральної густини отриманого сигналу за допомогою прямого перетворення Фур’є. Відповіді на контрольні питання Головне вікно системи, яке має наступні складові частини: командне вікно (command window); броузер компонентів системи (launch pad); броузер робочого простору (workspace); броузер історії сесії (command history); броузер файлової системи (current directory). Усі значення змінних, обчислені протягом поточного сеансу роботи, зберігаються у спеціально області пам'яті, яка називається робочим простором системи MATLAB (по-англійськи – Matlab Workspace). Збереження даних робочого простору для його подальшого використання проводиться пунктом “File – Save Workspace as...” головного меню. Збереження проводиться в файлах *.МАТ. Завантаження / збереження даних з дискового файлу проводиться командами save / load (<ім'я файлу даних > <ім'я 1>,<ім'я 2>, ...). Команда clear використовує імена змінних, що підлягають видаленню з поточного робочого простору. Цю додаткову інформацію указують в командному рядку через прогалину після ключового слова. Проте є і ще одна можливість – укласти додаткові параметри в круглі дужки. Наприклад, раніше розглянуту команду видалення змінних з робочого простору можна записати і в іншому вигляді, в формі функціонального виклику: clear (имя1, имя2). Сеанс роботи з MATLAB називається сесією (session). Сесія є поточним документом, який відображає роботу користувача з системою MATLAB. В ній є рядки введення, виведення та повідомлень про помилки. Змінні і функцій, які використовувались в сесії, можна записати на диск в файлі з розширенням .mat, використовуючи команду save. Команда load дозволяє завантажити з диска дані в робочу область. Фрагменти сесії можна оформити у вигляді щоденника за допомогою команди diary (щоденник): diary filename – веде запис на диск усіх команд в рядках введення і результатів у вигляді текстового файлу ім'ям filename; diary off – припиняє запис у файл; diary on – знов починає запис у файл. Файл-сценарій, або Script-файл, є просто записом серії команд без вхідних і вихідних параметрів, це найпростіша програма на мові програмування MATLAB. Він має наступну структуру: основний коментар, додатковий коментар, тіло файлу з будь-якими виразами. Важливі наступні особливості файлів-сценаріїв: вони не мають вхідних і вихідних аргументів; працюють з даними з робочої області; в процесі иконання не компілюються; є послідовністю операцій, яка зафіксована у вигляді файлу і повністю аналогічна тієї, що використовується в сесії. Основний коментар – це перший рядок текстових коментарів, а додатковий – подальші рядки. Основний коментар виводиться при виконанні команд lookfor і help ім’я_каталогу. Повний коментар виводиться при виконанні команди help ім’я_файлу. |