Katedra
Podstaw
Konstrukcji
Maszyn
Wydział
Mechaniczny
Technologiczny
Teoria systemów
Politechnika
i sygnałów
ÅšlÄ…ska
Kierunek studiów AiR, semestr V
ProwadzÄ…cy przedmiot:
Prof. dr hab. Wojciech Moczulski
Rok akademicki 2009/10
Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych
Ćwiczenie 2
Temat
Analiza sygnałów
w dziedzinie czasu i amplitudy
Opracował:
Dr inż. Piotr Przystałka
ul. Konarskiego 18a
44-100 Gliwice
tel. 237 1467
fax 237 1360
http://kpkm. polsl.gliwice.pl
Gliwice 2009-10-01 - 1/4 -
Cel ćwiczenia
Nabycie umiejętności generowania i analizy sygnałów w dziedzinie czasu i amplitudy.
Zadanie 1
a) Opracować funkcję sygharm generującą dyskretny sygnał harmoniczny.
Argumenty wejściowe funkcji: A amplituda sygnału, f częstotliwość sygnału, fi
faza początkowa sygnału, T czas trwania sygnału, "t odstęp próbkowania.
Argumenty wyjściowe funkcji: k wektor reprezentujący podstawę czasu
dyskretnego sygnału harmonicznego, s wektor zawierający wartości
poszczególnych próbek harmonicznego sygnału dyskretnego.
b) Opracować funkcję sygpil generującą dyskretny sygnał piłokształtny (ang.
sawtooth):
Argumenty wejściowe funkcji: A amplituda sygnału, f częstotliwość sygnału,
T czas trwania sygnału, "t odstęp próbkowania.
Argumenty wyjściowe funkcji: k wektor reprezentujący podstawę czasu
dyskretnego sygnału piłokształtnego, s wektor zawierający wartości
poszczególnych próbek piłokształtnego sygnału dyskretnego.
c) Opracować funkcję sygunipro generującą sygnał dyskretny o postaci unipolarnej
fali prostokÄ…tnej:
Argumenty wejściowe funkcji: A amplituda sygnału, f częstotliwość sygnału,
T czas trwania sygnału, "t odstęp próbkowania, D- wypełnienie sygnału.
Argumenty wyjściowe funkcji: k wektor reprezentujący podstawę czasu
dyskretnego sygnału prostokątnego, s wektor zawierający wartości
poszczególnych próbek prostokątnego sygnału dyskretnego.
Napisać skrypt lab2
a) generujący z wykorzystaniem opracowanych funkcji następujące sygnały:
" S1[n]: dyskretny sygnał harmoniczny: A = 2.71, f = 5 [Hz], fi = pi/4, T =
2.3 [s], "t = 1/1024 [s];
" S2[n]: dyskretny sygnał poliharmoniczny: A1 = 2, f1 = 3 [Hz], A2 = 1, f2 =
6 [Hz], T = 2 [s], "t = 1/1024 [s];
" S3[n]: dyskretny sygnał prawie okresowy: A1 = 3, f1 = 8 [Hz], A2 = 1.5, f2
= 17 [Hz], T = 2 [s], "t = 1/1024 [s];
" S4[n]: dyskretny sygnał piłokształtny (ang. sawtooth): A = 3, f = 1 [Hz], T
= 5 [s], "t = 1/1024 [s];
" S5[n]: dyskretny sygnał o postaci unipolarnej fali prostokątnej: A=4, f=1
[Hz], współczynniku wypełnienia D = 25%, T = 10 [s], "t = 1/1024 [s];
b) rysujący wykresy sygnałów S1[n], S2[n], S3[n], S4[n], S5[n]. Oznaczyć
prawidłowo osie czasu i amplitudy.
Gliwice 2009-10-01 - 2/4 -
Zadanie 2
a) Opracować funkcję cechypkt wyliczającą następujące cechy punktowe sygnałów
dyskretnych: wartości średniej, energii, mocy oraz wartości średniokwadratowej
Argumenty wejściowe funkcji: x wektor zawierający wartości poszczególnych
próbek sygnału dyskretnego.
Argumenty wyjściowe funkcji: Xsr - wartość średnia bezwzględna, Ex- energia, Px
moc, Xsk wartość skuteczna.
Do obliczenia odpowiednich wartości wykorzystać poniższe zależności określające
estymatory odpowiednich cech sygnałów w dziedzinie czasu (daszek oznacza
estymator prawdziwej wielkości, który obliczany jest bez przechodzenia z liczbą
próbek do granicy w nieskończoności):
N -1
1
Ć
X = x[n]
sr "
N
n=0
N -1
2
Ęx = x[n]
"
n=0
N -1
1 2
Ć
Px = x[n] = Ęx / N
"
N
n=0
Ć Ć
X = Px
sk
b) Sprawdzić działanie funkcji cechypkt dla sygnału harmonicznego S0[n] o
amplitudzie równej 1, częstotliwości sygnału f=10 [Hz] i zerowej fazie
początkowej oraz odstępie próbkowania "t =10 [ms]. Przyjąć czas trwania sygnału
równy 10 [s].
c) Uzupełnić skrypt lab2 o polecenia umożliwiające wyliczenie cech punktowych
sygnałów S1[n], S2[n], S3[n], S4[n], S5[n].
Zadanie 3
a) Przeprowadzić analizę sygnału S6[n] udostępnionego przez prowadzącego zajęcia
(plik S6.mat). Zbadać zmiany cech punktowych w czasie trwania sygnału (przyjąć
okno analizy "k=100). Narysować wykresy zmian cech punktowych
analizowanego sygnału.
b) Wyznaczyć i narysować splot jednostronny sygnałów 3[n-3] oraz ›3[n-3].
c) Narysować histogram sygnałów S1[n], S2[n], S3[n] i S4[n] dla liczby klas równej
25,
Zadanie dodatkowe
Opracować dodatkowe funkcje generujące takie sygnały jak: impuls jednostkowy,
dyskretny impuls prostokątny, dyskretny impuls trójkątny, dyskretny skok jednostkowy,
dyskretny sygnał prostokątny, dyskretny sygnał rampowy i wykładniczy. Wykonać
zadania 1-3 z użyciem oprogramowania Scilab.
Gliwice 2009-10-01 - 3/4 -
Literatura
[1] Cholewa W., Moczulski W.: Diagnostyka techniczna maszyn. Pomiary i analiza
sygnałów. Skrypt Politechniki Śląskiej nr 1758, Gliwice 1993.
[2] Cholewa W. Kazmierczak J.: Diagnostyka techniczna maszyn. Przetwarzanie cech
sygnałów. Skrypt Pol. Śl. Nr 1693, Gliwice 1992.
[3] Timofiejczuk A.: Metody analizy sygnałów niestacjonarnych. Wydawnictwo
Politechniki ÅšlÄ…skiej, Gliwice 2004.
[4] Wojciechowski J.M.: Sygnały i systemy. Wydawnictwa Komunikacji i Aączności
WKA, 2008.
Gliwice 2009-10-01 - 4/4 -
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
tsis laboratorium5tsis laboratorium3tsis laboratorium1Rola laboratoriów w świetle wymagań systemów zarządzania jakosciąLaboratorium 3Ćwiczenie laboratoryjne nr 6 materiałyWindows 2 Laboratorium 4bChemia żywnosciCwiczenie laboratoryjne nr 1 wyodrebnianie i badanie własciwosci fizykochemicznych bLaboratorium 3LABORATORIUM CHEMIA I WYTRZYMALOSC MATERIALOW sprawko 1Ustawa o medycznej diagnostyce laboratoryjnejLaboratorium z PO Zestaw 05diagnostyka laboratoryjna w okresie niemowlęcym i dziecięc…więcej podobnych podstron