МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"
ВИЗНАЧЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЛІНІЙНИХ СТАЦІОНАРНИХ СИСТЕМ ЗА ДОПОМОГОЮ ІНСТРУМЕНТАЛЬНИХ ЗАСОБІВ МАТЛАБ
ІНСТРУКЦІЯ
до лабораторної роботи № 4
з курсу " Засоби прийому та обробки інформації в системах технічного захисту"
для студентів базового напряму
6.170102 "Системи технічного захисту інформації"
Затверджено
на засіданні кафедри
"Захист інформації"
Протокол N від
Львів 2010
Визначення характеристик лінійних стаціонарних систем з допомогою інструментальних засобів МАТЛАБ: Інструкція до лабораторної роботи № 4 з курсу "Засоби прийому та обробки інформації в системах технічного захисту" для студентів базового напрямку "Системи технічного захисту інформації" усіх форм навчання / Укл. Ю. В. Лах, І. А. Прокопишин. – Львів: НУЛП, 2010. – 5 с.
Укладачі: Ю. В. Лах, канд. фіз.-мат. наук, І.А.Прокопишин, канд. фіз.-мат., доц.
Відповідальний за випуск : Ю. В. Лах, канд. фіз.-мат. наук
Рецензенти: Я. Р. Совин, канд. техн. наук, доц., Р. М. Джала, док. техн. наук, проф.
Програми склав та відлагодив доц. каф. захисту інформації Лах Ю. В.
МЕТА РОБОТИ – вивчити засоби МАТЛАБ для визначення характеристик лінійних стаціонарних систем та отримати навики проведення аналізу динамічних систем.
1. ЗАВДАННЯ
Вихідні данні – параметри системи задані коефіцієнтами чисельника та знаменника передаточної функції, а варіанти параметрів представлені в табл. 4.
Порядок виконання лабораторної роботи:
1. Отримати варіант роботи у викладача.
2. Загрузити систему МАТЛАБ в комп’ютер.
3. Створити скрипт-файл анализу динамічної системи варіанту:
- задати систему в формі tf;
- перевести систему в форму zpk;
- визначити часові характеристики (перехідну – командою step, імпульсну – командою impuls);
- знайти частотні характеристики (в лінейному масштабі командою freq, в логарифмічному масштабі командою bode).
4. Побудувати графіки та перенести їх у звіт.
5. Оформити звіт.
2. ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ
Загрузка системи МАТЛАБ. Знайти на робочому столі комп’ютера іконку системи МАТЛАБ і провести запуск. При відсутності іконки виконати запуск через послідовність операцій ПУСК-ПРОГРАММИ-МАТЛАБ.
Створення скрипт-файлу. Відкрити новий М-файл на панелі інструментів для створення програми.
Відладка программи та її виконання. Запустити програму через введення імені програми в командному вікні МАТЛАБу. При повідомленні помилок виконати необхідні виправлення.
Таблиця 4
Номер
Параметри динамічної системи
варіанту
Поліном чисельника
Поліном знаменника
1
0.1
(1.5s*+1)(3s+1)^2
2
1.0
(((1/5)s)^2+2*1/5*0.1s+1)(3s+1)
3
5.0
(((1/5)s)^2+2*1/5*0.1s+1)s
4
10.0
(2.5s+1)(5s+1)^2
5
20.0
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.1s+1)(5s+1)
6
30.0
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.1s+1)s
7
3.0
(0.1s+1) ^2 (0.3s+1)
8
5.0
((5s)^2+2*5*0.1s+1) (5s+1)
9
7.0
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.1s+1)s^2
10
s+1
(1.5s+1)(3s+1)^2
11
(s+2)(s-1)
(((1/5)s)^2+2*1/5*0.1s+1)(3s+1)
12
(s+5)(s-2)
(((1/5)s)^2+2*1/5*0.1s+1)s
13
(s+1)(s-1)
(2.5s+1)(5s+1)^2
14
((1/30s)^2+2*1/30*0.1s+1)
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.1s+1)(5s+1)
15
1.0
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.1s+1)s
16
5.0
(0.1s+1) ^2 (0.3s+1)
17
((3s)^2+2*3*0.1s+1)
((5s)^2+2*5*0.1s+1) (5s+1)
18
(s+1)^2
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.1s+1)s^2
19
(1.5s+1)(3s+1)
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.1s+1)s^2
20
8.0
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.4s+1)(5s+1)
21
5.0
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.4s+1)s
22
6.0
(0.1s+1) ^2 (0.3s+1)
23
1.5
((5s)^2+2*5*0.4s+1) (5s+1)
24
2.0
(((1/50)s)^2+2*1/50*0.4s+1)s^2
3. ДОВІДКОВІ ДАНІ. ПРИКЛАД СКРИПТ-ФАЙЛУ.
Приклад.
clc
clf
Num=[1 2];Den=[4 5 6];
sys_tf=tf(Num,Den) % форма tf
[z,p,k]=tf2zp(Num,Den);
sys_zpk=zpk(z,p,k) % форма zpk
figure(1)
step(sys_tf) % перехідна функція
damp(sys_tf) % полюси системи
figure(2)
impulse(sys_tf) % імпульсна функція
[X,w]=freqs(Num,Den); % комплексний коефіцієнт передачі
figure(3)
subplot(2,1,1)
plot(w,abs(X)),grid on % АЧХ
subplot(2,1,2)
plot(w,unwrap(angle(X))*180/pi),grid on % ФЧХ
figure(4)
bode(sys_tf),grid on % ЛАЧХ
nyquist(sys_tf) % АФЧХ
4. ЗМІСТ ЗВІТУ
Звіт повинен містити: варіант задания на работу, вирази передаточної функції в двох формах, скрипт-файл лабораторної роботи, графіки часових і частотних характеристик.
5. СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
Дьяконов В. П. MATLAB 6. Учебный курс. – СПб.: Питер, 2001. – 592 с.
Обробка сигналів: Підручник/ В.П. Бабак, В.С. Хандецький, Е. Шрюфер. – Київ: Либідь, 1996. – 392 с.
Основи теорії сигналів: Підручник / За ред. Б.А. Мандзія. – Львів: Вид. НУ "Львівська політехніка", 2008. – 240 с.
Основы теории цифровой связи / В. И. Кортунов, В. В. Лукин. – Учеб. пособие по лаб. практикуму. – Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т "ХАИ", 2006. – 65 с.
Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. – СПб.: Питер, 2002. – 608 с.
Хома В.В. Основи збору, передачі та оброблення інформації: Навч. посібник. – Львів: Вид. НУ "Львівська політехніка", 2007. – 312 с.