Лабораторная работа по курсу Проектирование локальных микроконтроллерных систем. студент группы ртбз 51 Цечоев И. А
 Скачать 404.25 Kb.
|
|
МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южный федеральный университет» Институт: РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И УПРАВЛЕНИЯ Кафедра: КАФЕДРА ВСТРАИВАЕМЫХ И РАДИОПРИЕМНЫХ СИСТЕМ Лабораторная работа по курсу: «Проектирование локальных микроконтроллерных систем». Выполнил: студент группы РТбз 5-1 Цечоев И.А. Проверил: к.т.н., доцент кафедры ВиРС Удод Евгений Васильевич Таганрог 2020 г. Цель работы: ознакомиться с некоторыми методами проверки на достоверность и сглаживания случайных помех c использованием Simulink. Лабораторная работа выполняется в Simulink. В работе используем блоки с минимально возможным количеством входов. В работе будет осуществляться проверка на достоверность. Благодаря её выполнению, обнаруживаются и устраняются импульсные помехи, выявляется обрыв или короткое замыкание в канале связи и формируется сообщение о нарушениях. В настоящей лабораторной работе предлагается в качестве измерительной погрешности учитывать только погрешность датчика. При этом проверка на достоверность будет проводиться по следующему условию: |xk – x(k-1)|<ΔxD Сглаживание. Обычно по ходу технологических процессов возникают помехи с частотами, близкими или равными частотам полезного сигнала. Примером такой помехи могут быть погрешности измерения. Устранить их аппаратными фильтрами не удается, но можно ослабить, и весьма существенно, программным путем, реализуя алгоритм скользящего или экспоненциального сглаживания. Оценим каждый из них с точки зрения расхода памяти и быстродействия, а также покажем, как следует вычислять параметр сглаживания перед запуском этих программных модулей. Алгоритм скользящего среднего:  __ 18 xj = (1/18)∑ xj j=1 Экспоненциальное сглаживание: __ __ __ xj = x(j-1)+aj(xj-x(j-1)) при начальном значении xj = 0 и диапазоне изменения параметра сглаживания: 0<ai<1. Ход выполнения работы 1. Сгенерировали в Simulink исходные данные, используемые для исследования методов сглаживания согласно выбранному варианту. Вариант № 12 Функция 𝑥𝑚𝑎𝑥 𝐹(𝑥) = ∫  𝑑𝑥 𝑥𝑚𝑖𝑛 𝑥𝑚𝑖𝑛 = -0,5 Шаг квантования – 2-10 Количество шагов – 700 δED = 4%  Модель Simulink Шумовая помеха Импульсная помеха Проверка на достоверность График исходного сигнала  2. Наложили на исходный сигнал погрешность датчика в виде белого шума с амплитудой, указанной в задании. Для снижения шумовой погрешности используем блок-множитель (на 0.032)  Сигнал Исходный сигнал с погрешностью в виде белого шума Шумовая помеха  График шумовой помехи 3. Наложили на исходный сигнал импульсную помеху.  График импульсной помехи   Сигнал Сигнал с наложенной шумовой помехой Сигнал с наложенными шумовой и импульсной помехами  График сигнала с наложенными на него шумовыми и импульсными помехами 4. Провели проверку на достоверность полученного сигнала.  5. Провели в Simulink сглаживание скользящим средним проверенного на достоверность сигнала. Оценили приведённую погрешность по сравнению с сигналом без шумовой и импульсной помехи. М=4+8=12. Построили графики.  Сглаживание скользящим средним  6. Провели в Simulink экспоненциальное сглаживание проверенного на достоверность сигнала. Оценили приведённую погрешность по сравнению с сигналом без шумовой и импульсной помехи. α=0,3+0,01*12=0,42. Построили графики.  экспоненциальное сглаживание с α=0,42  7. Провели в Simulink экспоненциальное сглаживание проверенного на достоверность сигнала. Оценили приведённую погрешность по сравнению с сигналом без шумовой и импульсной помехи. α=0,7+0,01*12=0,82. Построили графики. экспоненциальное сглаживание с α=0,82   Исходный сигнал без шумовой и импульсной помехи Сигнал после проверки на достоверность, сглаженный экспоненциальным сглаживанием с α=0,42 Сигнал после проверки на достоверность, сглаженный экспоненциальным сглаживанием с α=0,82 Сигнал после проверки на достоверность, сглаженный скользящим средним  График результатов сглаживания разными способами  Сравнение сигнала после проверки на достоверность, сглаженного экспоненциальным сглаживанием с α=0,42   Сравнение сигнала после проверки на достоверность, сглаженного экспоненциальным сглаживанием с α=0,82  Сравнение сигнала после проверки на достоверность, сглаженного скользящим средним  8. Выводы и рекомендации по полученным результатам проделанной работы, сравнение методов сглаживания. Мы ознакомились с некоторыми методами проверки на достоверность и сглаживания случайных помех c использованием Simulink. По результатам работы можно сделать вывод, что сглаживание методом скользящего среднего дает значительное сглаживание первоначального сигнала, особенно при увеличении количества элементов. Сглаживание методом экспоненциального сглаживания проводится тем лучше, чем ближе к 0 значение ai. |