Лабораторные работы № 1, 2, 3 по дисциплине: Компьютерное моделирование. Вариант общий + отчеты Mathcad. (2024).
Состав работы
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Необходимые программы
Работа представляет собой rar архив с файлами (распаковать онлайн), которые открываются в программах:
- Microsoft Word
Описание
Лабораторные работы No 1.
Цель: Осуществить дискретизацию сигнала и выполнить дискретное преобразование Фурье.
1. Продискретизировать исходный сигнал. Провести дискретное преобразование Фурье (ДПФ) по формуле и с помощью встроенных функций Mathcad, построить графики спектров и сделать сравнения.
2. Исследовать эффект «утечки бинов» спектра.
Порядок выполнения работы:
Задание 1
1. Задать параметры сигнала G(t):
– частотами f1=1000 и f2=2000 Гц;
– частотой дискретизации fd=8000;
– количеством отсчетов N=8.
2. Написать функцию формирования отсчетов сигнала G(t)
3. Вывести массив сфрмированных отсчетов (для удобства - в транспонированном виде), записать функцию ДПФ в тригонометрической форме (4) и вывести массив результатов преобразования.
4. Вывести графики модулей, фаз, действительной и мнимой частей ДПФ. Сделать выводы по симметрии графиков.
5. Сравнить полученные графики с теоретическими. В случае несовпадения наложить дополнительное условие принудительного «зануления» элементов массива, меньших по модулю значения 10^-14
6. Написать формулу ОДПФ (5). Вывести массив значений после ОДПФ. Сравнить массивы после ОДПФ и исходный.
7. Реализовать те же действия с использованием функций CFFT() и ICFFT(). Сравнить и сделать выводы.
Лабораторные работы No 2
1. Цель работы:
1.1. Изучение принципов построения КИХ фильтров;
1.2. Получение практического навыка реализации КИХ фильтров низких и высоких частот, полосового и режекторного фильтров.
1.3 Знакомство со встроенными функциями MathCAD для реализации КИХ фильтров различных типов.
3. Выполнение лабораторной работы
3.1.Реализовать функцию и построить график суммы трех синусоид с заданными частотами: f1=10 Гц, f2=25 Гц, f3=100 Гц (рисунок 3.1).
3.2. Осуществить дискретизацию с частотой дискретизации, равной fd=500 Гц и количеством отсчетов равным Ne=200.
3.3. Реализовать ДПФ с помощью встроенной функции CFFT(), построить график модулей отсчетов ДПФ входного сигнала (рисунок 3.2).
3.4. Записать функцию для импульсной характеристики идеального ФНЧ (см. таблицу 2.1), предварительно задав относительную частоту среза (0< fcp< 0.5). Задать количество отсчетов импульсной характеристики (N=51) и сформировать массив ИХ, обеспечив сдвиг характеристики на (N−1)/2 , чтобы отсчет с максимальным отрицательным индексом функции стал нулевым элементом массива (Рисунок 3.3).
3.5. Построить АЧХ ФНЧ, выполнив ДПФ массива импульсной характеристики (рисунок 3.4).
3.6. Произвести взвешивание импульсной характеристики с использованием окна Хемминга (рисунок 3.5, таблица 2.2).
3.7. Построить АЧХ фильтра со сглаженными характеристиками. Сравнить с АЧХ из п. 3.5. Сделать вывод о назначении окон (рисунок 3.6).
3.8. Вывести АЧХ фильтра и спектральные составляющие исходного сигнала на одном графике. Подобрать частоту среза fcp для выделения гармоники с частотой 10 Гц (рисунок 3.7).
3.9. Выполнить свертку ИХ фильтра с отсчетами исходного сигнала.
3.10. Вывести получившийся сигнал после свертки и исходный на одном графике, учитывая задержку фильтра. Сделать вывод о корректности работы фильтра (рисунок 3.8).
3.11. Реализовать фильтр нижних частот и произвести свертку с помощью встроенных функций lowpass и convol. Сравнить полученные результаты.
3.12. Используя пункты 3.1-3.7, реализовать фильтр верхних частот, произвести сглаживание характеристик окном Хемминга. Вид импульсной характеристики и амплитудно-частотой характеристики фильтра верхних
частот представлены на рисунке 3.9 и 3.10 соответственно.
3.13. Используя пункты 3.8-3.10 произвести подбор частоты среза для выделения гармоники с частотой 100 Гц, выполнить свертку. Выделение гармоники и вид выходного сигнала представлены на рисунке 3.11 и 3.12
соответственно.
3.14. Реализовать фильтр верхних частот и произвести свертку с помощью встроенных функций highpass и convol. Сравнить полученные результаты.
3.15. Используя пункты 3.1-3.7, реализовать полосовой фильтр, произвести сглаживание характеристик окном Хемминга. Вид импульсной характеристики и амплитудно-частотой характеристики полосового фильтра
представлены на рисунке 3.13 и 3.14 соответственно.
3.16 Используя пункты 3.8-3.10 произвести подбор верхней и нижней частот для выделения гармоники с частотой 25 Гц, выполнить свертку. Выделение гармоники и вид выходного сигнала представлены на рисунке 3.15
и 3.16 соответственно.
3.17. Реализовать полосовой фильтр и произвести свертку с помощью встроенных функций bandpass и convol. Сравнить полученные результаты.
3.18. Реализовать режекторный фильтр, с помощью встроенной функции bandstop, вырезающий гармонику с частотой 25 Гц, и произвести свертку с помощью функции convol. Вид амплитудно-частотной характеристики режекторного фильтра, вырезание гармоники и выходной сигнал представлены на рисунках 3.17-3.19 соответственно.
Лабораторные работы No 3
Цель работы: Программная реализация и исследование модуляторов QPSK, 8-PSK и KAM-16 в среде Mathcad.
Порядок выполнения работы:
Исходные данные:
- Длительность единичного элемента τ=0.01;
- Частота несущей fnes=100;
- Частота дискретизации fd=1000;
Сгенерировать массив со следующими параметрами:
- Количество элементов массива L=40;
- Вероятность появления «1» в массиве = 0.5;
Задание 1
Схема общего универсального модулятора
1. Визуализировать сгенерированный массив на оси времени
2. Написать программу формирования квадратур QPSK – модуляции.
Возможный вариант блок-схемы приведен на рисунке 5.
3. Вывести матрицу квадратур QPSK – модуляции
4. Написать непрерывную функцию QPSK – модулятора (смотри выражение (1) и рисунки 4 и 5)
5. Визуализировать модулированный массив на одном графике с исходным массивом. Результат должен бать аналогичен рисунку 6.
6. Вывести несколько первых значений исходного массива, матрицу квадратур и график модулированного сигнала (Примеры на рис. 7 – 9).
Сравнить полученные результаты с модуляционным созвездием, представленным на рисунке 10.
Сделать выводы.
Задание 2
1. При тех же исходных данных написать программу формирователя квадратур модуляции KAM-16. Возможный вариант блок-схемы приведен на рисунке 11.
2. Вывести матрицу сформированных квадратур KAM-16 –
модуляции.
3. Написать непрерывную функцию модулятора KAM-16 и вывести модулированный сигнал на график. Пример показан на рисунке 12.
4. Визуализировать массивы квадратур на одном графике с исходным массивом. Пример показан на рисунке 13.
5. Вывести 16 элементов исходного массива, матрицу квадратур и график модулированного сигнала. Доказать, что сформированный сигнал соответствует модуляционному созвездию.
Цель: Осуществить дискретизацию сигнала и выполнить дискретное преобразование Фурье.
1. Продискретизировать исходный сигнал. Провести дискретное преобразование Фурье (ДПФ) по формуле и с помощью встроенных функций Mathcad, построить графики спектров и сделать сравнения.
2. Исследовать эффект «утечки бинов» спектра.
Порядок выполнения работы:
Задание 1
1. Задать параметры сигнала G(t):
– частотами f1=1000 и f2=2000 Гц;
– частотой дискретизации fd=8000;
– количеством отсчетов N=8.
2. Написать функцию формирования отсчетов сигнала G(t)
3. Вывести массив сфрмированных отсчетов (для удобства - в транспонированном виде), записать функцию ДПФ в тригонометрической форме (4) и вывести массив результатов преобразования.
4. Вывести графики модулей, фаз, действительной и мнимой частей ДПФ. Сделать выводы по симметрии графиков.
5. Сравнить полученные графики с теоретическими. В случае несовпадения наложить дополнительное условие принудительного «зануления» элементов массива, меньших по модулю значения 10^-14
6. Написать формулу ОДПФ (5). Вывести массив значений после ОДПФ. Сравнить массивы после ОДПФ и исходный.
7. Реализовать те же действия с использованием функций CFFT() и ICFFT(). Сравнить и сделать выводы.
Лабораторные работы No 2
1. Цель работы:
1.1. Изучение принципов построения КИХ фильтров;
1.2. Получение практического навыка реализации КИХ фильтров низких и высоких частот, полосового и режекторного фильтров.
1.3 Знакомство со встроенными функциями MathCAD для реализации КИХ фильтров различных типов.
3. Выполнение лабораторной работы
3.1.Реализовать функцию и построить график суммы трех синусоид с заданными частотами: f1=10 Гц, f2=25 Гц, f3=100 Гц (рисунок 3.1).
3.2. Осуществить дискретизацию с частотой дискретизации, равной fd=500 Гц и количеством отсчетов равным Ne=200.
3.3. Реализовать ДПФ с помощью встроенной функции CFFT(), построить график модулей отсчетов ДПФ входного сигнала (рисунок 3.2).
3.4. Записать функцию для импульсной характеристики идеального ФНЧ (см. таблицу 2.1), предварительно задав относительную частоту среза (0< fcp< 0.5). Задать количество отсчетов импульсной характеристики (N=51) и сформировать массив ИХ, обеспечив сдвиг характеристики на (N−1)/2 , чтобы отсчет с максимальным отрицательным индексом функции стал нулевым элементом массива (Рисунок 3.3).
3.5. Построить АЧХ ФНЧ, выполнив ДПФ массива импульсной характеристики (рисунок 3.4).
3.6. Произвести взвешивание импульсной характеристики с использованием окна Хемминга (рисунок 3.5, таблица 2.2).
3.7. Построить АЧХ фильтра со сглаженными характеристиками. Сравнить с АЧХ из п. 3.5. Сделать вывод о назначении окон (рисунок 3.6).
3.8. Вывести АЧХ фильтра и спектральные составляющие исходного сигнала на одном графике. Подобрать частоту среза fcp для выделения гармоники с частотой 10 Гц (рисунок 3.7).
3.9. Выполнить свертку ИХ фильтра с отсчетами исходного сигнала.
3.10. Вывести получившийся сигнал после свертки и исходный на одном графике, учитывая задержку фильтра. Сделать вывод о корректности работы фильтра (рисунок 3.8).
3.11. Реализовать фильтр нижних частот и произвести свертку с помощью встроенных функций lowpass и convol. Сравнить полученные результаты.
3.12. Используя пункты 3.1-3.7, реализовать фильтр верхних частот, произвести сглаживание характеристик окном Хемминга. Вид импульсной характеристики и амплитудно-частотой характеристики фильтра верхних
частот представлены на рисунке 3.9 и 3.10 соответственно.
3.13. Используя пункты 3.8-3.10 произвести подбор частоты среза для выделения гармоники с частотой 100 Гц, выполнить свертку. Выделение гармоники и вид выходного сигнала представлены на рисунке 3.11 и 3.12
соответственно.
3.14. Реализовать фильтр верхних частот и произвести свертку с помощью встроенных функций highpass и convol. Сравнить полученные результаты.
3.15. Используя пункты 3.1-3.7, реализовать полосовой фильтр, произвести сглаживание характеристик окном Хемминга. Вид импульсной характеристики и амплитудно-частотой характеристики полосового фильтра
представлены на рисунке 3.13 и 3.14 соответственно.
3.16 Используя пункты 3.8-3.10 произвести подбор верхней и нижней частот для выделения гармоники с частотой 25 Гц, выполнить свертку. Выделение гармоники и вид выходного сигнала представлены на рисунке 3.15
и 3.16 соответственно.
3.17. Реализовать полосовой фильтр и произвести свертку с помощью встроенных функций bandpass и convol. Сравнить полученные результаты.
3.18. Реализовать режекторный фильтр, с помощью встроенной функции bandstop, вырезающий гармонику с частотой 25 Гц, и произвести свертку с помощью функции convol. Вид амплитудно-частотной характеристики режекторного фильтра, вырезание гармоники и выходной сигнал представлены на рисунках 3.17-3.19 соответственно.
Лабораторные работы No 3
Цель работы: Программная реализация и исследование модуляторов QPSK, 8-PSK и KAM-16 в среде Mathcad.
Порядок выполнения работы:
Исходные данные:
- Длительность единичного элемента τ=0.01;
- Частота несущей fnes=100;
- Частота дискретизации fd=1000;
Сгенерировать массив со следующими параметрами:
- Количество элементов массива L=40;
- Вероятность появления «1» в массиве = 0.5;
Задание 1
Схема общего универсального модулятора
1. Визуализировать сгенерированный массив на оси времени
2. Написать программу формирования квадратур QPSK – модуляции.
Возможный вариант блок-схемы приведен на рисунке 5.
3. Вывести матрицу квадратур QPSK – модуляции
4. Написать непрерывную функцию QPSK – модулятора (смотри выражение (1) и рисунки 4 и 5)
5. Визуализировать модулированный массив на одном графике с исходным массивом. Результат должен бать аналогичен рисунку 6.
6. Вывести несколько первых значений исходного массива, матрицу квадратур и график модулированного сигнала (Примеры на рис. 7 – 9).
Сравнить полученные результаты с модуляционным созвездием, представленным на рисунке 10.
Сделать выводы.
Задание 2
1. При тех же исходных данных написать программу формирователя квадратур модуляции KAM-16. Возможный вариант блок-схемы приведен на рисунке 11.
2. Вывести матрицу сформированных квадратур KAM-16 –
модуляции.
3. Написать непрерывную функцию модулятора KAM-16 и вывести модулированный сигнал на график. Пример показан на рисунке 12.
4. Визуализировать массивы квадратур на одном графике с исходным массивом. Пример показан на рисунке 13.
5. Вывести 16 элементов исходного массива, матрицу квадратур и график модулированного сигнала. Доказать, что сформированный сигнал соответствует модуляционному созвездию.
Дополнительная информация
Комментарии: Оценка: Зачет
Проверил: Мелентьев О.Г.
Год сдачи: 2024 г.
Проверил: Мелентьев О.Г.
Год сдачи: 2024 г.
Похожие материалы
Лабораторная работа №1 по дисциплине: «Компьютерное моделирование» Компьютерное моделирование. Вариант общий + отчет Mathcad (2023)
LiVolk
: 24 мая 2023
Цель: Осуществить дискретизацию сигнала и выполнить дискретное
преобразование Фурье.
1. Продискретизировать исходный сигнал. Провести дискретное преобразование Фурье (ДПФ) по формуле и с помощью встроенных функций Mathcad, построить графики спектров и сделать сравнения.
2. Исследовать эффект «утечки бинов» спектра.
Порядок выполнения работы:
Задание 1
1. Задать параметры сигнала G(t):
– частотами f1=1000 и f2=2000 Гц;
– частотой дискретизации fd=8000;
– количеством отсчетов N=8.
2. Написать фун
130 руб.
Лабораторные работы № 1, 2, 3 по дисциплине: Компьютерное моделирование. Вариант общий + отчеты Mathcad. (2023).
LiVolk
: 24 мая 2023
Лабораторные работы No 1
Цель: Осуществить дискретизацию сигнала и выполнить дискретное преобразование Фурье.
1. Продискретизировать исходный сигнал. Провести дискретное преобразование Фурье (ДПФ) по формуле и с помощью встроенных функций Mathcad, построить графики спектров и сделать сравнения.
2. Исследовать эффект «утечки бинов» спектра.
Порядок выполнения работы:
Задание 1
1. Задать параметры сигнала G(t):
– частотами f1=1000 и f2=2000 Гц;
– частотой дискретизации fd=8000;
– количеством отсче
250 руб.
Лабораторные работы №№1-3 по дисциплине: Компьютерное моделирование. Для всех вариантов
IT-STUDHELP
: 14 апреля 2021
Вариант No 1 - Дискретное преобразование Фурье
Лабораторная работа No1.
Оглавление
ЦЕЛЬ РАБОТЫ 3
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ 3
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 10
Цель работы:
Осуществить дискретизацию сигнала и выполнить дискретное преобразование Фурье.
1. Продискретизировать исходный сигнал. Провести дискретное преобразование Фурье (ДПФ) по формуле и с помощью встроенных функций Mathcad, построить графики спектров и сделать сравнения.
2. Исследовать эффект «утечки бинов» спектра.
Порядок выполнен
340 руб.
Лабораторная работа №2 по дисциплине: «Компьютерное моделирование» Реализация КИХ фильтров в среде Mathcad. Вариант общий + отчет Mathcad (2023)
LiVolk
: 24 мая 2023
1. Цель работы:
1.1. Изучение принципов построения КИХ фильтров;
1.2. Получение практического навыка реализации КИХ фильтров низких и высоких частот, полосового и режекторного фильтров.
1.3 Знакомство со встроенными функциями MathCAD для реализации КИХ фильтров различных типов.
3. Выполнение лабораторной работы
3.1.Реализовать функцию и построить график суммы трех синусоид с заданными частотами: f1=10 Гц, f2=25 Гц, f3=100 Гц (рисунок 3.1).
3.2. Осуществить дискретизацию с частотой дискретизации
130 руб.
Лабораторные работы №1-3 по дисциплине: Компьютерное моделирование. Вариант общий
teacher-sib
: 11 марта 2021
Лабораторная работа 1
По дисциплине: Компьютерное моделирование
По теме «Дискретное преобразование Фурье»
1. Цель работы
Осуществить дискретизацию сигнала и выполнить дискретное преобразование Фурье.
2. Постановка задачи
1. Продискретизировать исходный сигнал. Провести дискретное преобразование Фурье (ДПФ) по формуле и с помощью встроенных функций Mathcad, построить графики спектров и сделать сравнения.
2. Исследовать эффект «утечки бинов» спектра.
Лабораторная работа 2
По дисциплине: Компьют
600 руб.
Лабораторная работа 1. Компьютерное моделирование
Ne_dasha
: 18 февраля 2025
Цель: осуществить дискретизацию сигнала и выполнить дискретное преобразование Фурье.
1. Продискретизировать исходный сигнал. Провести дискретное преобразование Фурье (ДПФ) по формуле и с помощью встроенных функций Mathcad, построить графики спектров и сделать сравнения.
2. Исследовать эффект «утечки бинов» спектра.
150 руб.
Компьютерное моделирование. Лабораторная работа 1
Romashka23
: 21 октября 2022
Дискретное преобразование Фурье
Общий вариант
150 руб.
Лабораторная работа №3 по дисциплине: «Компьютерное моделирование» Универсальный квадратурный модулятор. Формирование QPSK, 8-PSK и KAM-16 сигналов. Вариант общий + отчет Mathcad (2023)
LiVolk
: 24 мая 2023
Цель работы: Программная реализация и исследование модуляторов QPSK, 8-PSK и KAM-16 в среде Mathcad.
Порядок выполнения работы:
Исходные данные:
- Длительность единичного элемента τ=0.01;
- Частота несущей fnes=100;
- Частота дискретизации fd=1000;
Сгенерировать массив со следующими параметрами:
- Количество элементов массива L=40;
- Вероятность появления «1» в массиве = 0.5;
Задание 1
Схема общего универсального модулятора
1. Визуализировать сгенерированный массив на оси времени
2. Написать п
130 руб.
Другие работы
Магнетизм, електромагнітні коливання і хвилі. Оптика, теорія відносності. Елемен- ти атомної фізики, квантової механіки і фізики твердого тіла. Фізика ядра та еле- ментарних часток
DocentMark
: 27 октября 2011
ЗМІСТ
Передмова……………………………………………………………..
Розділ ІV. Магнетизм. Електромагнітні коливання і хвилі
§ 4.1. Магнітне поле і його характеристики. Дія магнітного поля на контур зі струмом. Магнітний момент контура. Принцип суперпозиції…………………………………………………………...
§ 4.2. Закон Біо-Савара-Лапласа для елемента струму. Магнітне поле прямолінійного та колового струмів…………………………...
§ 4.3. Теорема про циркуляцію вектора . Поле соленоїда……….
§4.4.Дія магнітного поля на струм, закон Ампера. Сила Лоренца………………………
2 руб.
МЕТРОЛОГИЯ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ. Лаборарная работа №1 Вариант 3
4eJIuk
: 12 февраля 2015
УПРОЩЁННАЯ ПРОЦЕДУРА ОБРАБОТКИ
РЕЗУЛЬТАТОВ ПРЯМЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
С МНОГОКРАТНЫМИ НАБЛЮДЕНИЯМИ
СОДЕРЖАНИЕ
1. ЦЕЛЬ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1.1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
1.2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
2. ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ
3. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
4. СХЕМА ИЗМЕРЕНИЙ
5. КОНТРОЛЬНАЯ ЗАДАЧА
5.1. УСЛОВИЕ
5.2. РЕШЕНИЕ
6. АЛГОРИТМ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ НАБЛЮДЕНИЙ
7. РЕЗУЛЬТАТЫ НАБЛЮДЕНИЙ
8. АНАЛИЗ ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ
9. ВЫВОДЫ
10. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ
70 руб.
Организация производственного процесса ремонта и модернизации культиватора для междурядной обработки свеклы КМС-5,4-01
kurs9
: 28 апреля 2015
Пояснительная записка состоит из 26 ст.,в том числе 3 табл.,1 лист графической части.
В курсовом проекте разработаны структура производственного процесса ремонта чизельного культиватора КМС-5,4-01. Решен комплекс вопросов организации ремонтного производства, выполнены соответствующие расчеты.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1.Расчет производственной программы и годового объема работ отделения ремонтКМС-5,4-01
1.1.Номенклатура объектов подлежащих ремонту
1.2.Обоснование программы ремонта культиватора КМ
390 руб.
Задача
Фрося
: 7 сентября 2020
Практическая часть
Задание 1. Приведите примеры опасностей и заполните таблицу
Задание 2. Определить риск R гибели человека на производстве. В нашей стране за 1 год ежегодно погибает около n =14 тысяч человек, а численность работающих составляет примерно N= 138 млн. человек. Является ли рассчитанный риск приемлемым?
Задание 3. Ежегодно в нашей стране вследствие различных опасностей неестественной смертью погибает около 500 тыс. человек. Приняв численность населения страны за 300 млн. человек, о
200 руб.