SnS lab manual v3 tín hiệu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TÀI LIỆU THỰC HÀNH MÔN HỌC TÍN HIỆU VÀ HỆ THỐNG (Tái lần 3, có sửa đổi bổ sung) Họ tên sinh viên: Mã lớp thí nghiệm: Mã số sinh viên: (Sinh viên phải nộp lại tài liệu sau hoàn thành đủ số thực hành) HÀ NỘI - 2012 EE2000 Tín hiệu hệ thống Tài liệu thực hành I Phần nội quy dành cho sinh viên Sinh viên phải lịch thực hành môn xếp, tuyệt đối không đổi lịch thực hành Trường hợp bất khả kháng phải nghỉ thực hành, sinh viên làm bù vào cuối học kỳ Sinh viên làm bù tối đa 01 thực hành Sinh viên phải đọc tài liệu trước thực hành Một số tập phải làm trước đến PTN Các thực hành thực máy tính PTN Sinh viên không tự ý sử dụng máy tính mục đích học, không tự ý thay đổi cấu hình liệu máy tính mà đồng ý/giám sát CBHD Cuối buổi thực hành, sinh viên phải đưa báo cáo cho CBHD kiểm tra đánh giá Sau làm đủ thực hành, sinh viên phải nộp lại báo cáo cho CBHD Sinh viên cần mang theo bút máy, bút chì, tẩy, thước kẻ để vẽ đồ thị báo cáo Sinh viên với CBHD phải có trách nhiệm bảo quản thiết bị PTN giữ gìn vệ sinh chung Điều kiện dự thi cuối kỳ môn học sinh viên phải đủ buổi thực hành Mọi thông tin thực hành (lịch thực hành bù, danh sách sinh viên không thi cuối kỳ, đổi lịch thực hành, bảo lưu thực hành, ) xin truy nhập vào trang web: www.labac.narod.ru Mọi thắc mắc liên quan đến thực hành, sinh viên lên văn phòng Bộ môn Điều khiển tự động (C9 tầng 3) gặp cô Hà, liên hệ theo số điện thoại: (04)38692985 (gặp cô Hà) II Phần đánh giá dành cho CBHD Bài Đánh giá chung: Đánh giá (Đạt/Không đạt) Chữ ký CBHD BÀI Biểu diễn tín hiệu hệ thống với MATLAB I Mục đích • Làm quen số thao tác với vector • Sử dụng lệnh plot để vẽ đồ thị tín hiệu liên tục lệnh stem để vẽ đồ thị tín hiệu không liên tục II Nội dung Bài 1.1 Các thao tác với vector Cho vector sau: V1 = [1 0] V2 = [0.3 1.2 0.5 2.1 0.1 0.4 3.6 4.2 1.7 0.9] V3 = [4 4 3 2 1] Hãy tính kết phép tính ghi vào phần chấm chấm: 9-V1 V1*5 V1+V2 V1-V3 V1.*V2 V1*V2' V1.^2 V1.^V3 V1(5) V2(1:5) V1>6 Điều xảy thực lệnh sau V1*V2 V1^V3 V1(0) V1(11) 1-2 Bài 1.2 Vẽ tín hiệu lấy mẫu Giả sử tín hiệu liên tục x(t ) lấy mẫu với chu kỳ lấy mẫu 0.3 giây Cũng giả sử rằng, mẫu lấy t = có tổng cộng 12 mẫu thu thập theo bảng sau Thứ tự mẫu 10 11 x(t ) 6.0 -1.3 -8.0 -11.7 -11.0 -6.0 1.3 8.0 11.7 11.0 6.0 -1.3 Hãy sử dụng lệnh plot để vẽ tín hiệu Chú ý trục thời gian tính giây phải thể thời gian cho mẫu: 0, 0.3, 0.6 ., 3.3 Viết đoạn lệnh vào chỗ chấm chấm sau: Bài 1.3 Vẽ tín hiệu hình sin Hãy chạy dòng lệnh sau giải thích đồ thị lại khác nhau: t=0:2*pi; plot(t,sin(t)) t=0:0.2:2*pi; plot(t,sin(t)) t=0:0.02:2*pi; plot(t,sin(t)) Với đồ thị cuối cùng, thêm vào lệnh đánh nhãn đồ thị sau: title('My Favorite Function') xlabel('t (second)') ylabel('y(t)') Thay đổi trục tọa độ với lệnh: axis([0 2*pi -1.2 1.2]) 1-3 Tạo hai đồ thị trục tọa độ plot(t,sin(t),t,sin(2*t),'r ') legend('sin(t)','sin(2t)'); Cho biết r-— hàm legend có tác dụng gì? Bài 1.4 Vẽ tín hiệu không liên tục Đoạn lệnh sau sử dụng lệnh stem để vẽ tín hiệu bước nhảy không liên tục 1(n) n=-10:10; f=n>=0; stem(n,f); Hãy tham khảo đoạn lệnh để viết lệnh vẽ đồ thị tín hiệu f (n) = 1(n) − 1(n − 4) ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Hãy vẽ đồ thị nhận sau chạy lệnh vào Hình 1.1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 -10 -8 -6 -4 -2 10 Hình 1.1 Đồ thị f (n) = 1(n) − 1(n − 4) 1-4 BÀI Tính toán đáp ứng thời gian hệ thống I Mục đích • Làm quen với lệnh vòng lặp for • Soạn thảo chương trình tính toán đáp ứng xung hệ thống liên tục không liên tục • Sử dụng lệnh lsim để vẽ tín hiệu hệ thống với tín hiệu vào sơ kiện II Nội dung Bài 2.1 Lệnh vòng lặp for Hãy giải thích cách thực lệnh sau cho biết kết trước chạy đoạn chương trình m-file MATLAB (làm vào phần chấm chấm) % lab21.m ………………………………………………………………………………………………………… A = zeros(1,5); ………………………………………………………………………………………………………… for n = 1:4 ………………………………………………………………………………………………………… for m = 1:3 ………………………………………………………………………………………………………… A = A + n*m; end ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… end ………………………………………………………………………………………………………… A ………………………………………………………………………………………………………… Bài 2.2 Tính đáp ứng xung hệ liên tục Cho hệ thống SISO liên tục có mô hình trạng thái: x(t ) = Ax(t ) + Bu (t ) y (t ) = Cx(t ) + Du (t ) ⎡ −2 ⎤ A=⎢ ⎥, ⎣ −1⎦ ⎡0⎤ B = ⎢ ⎥, ⎣1 ⎦ C = [1 1] D = Hãy gõ lệnh sau cửa sổ lệnh (Command Window) MATLAB cho biết ý nghĩa kết lệnh sau vào phần chấm chấm A=[-2 1;0 -1]; e = eig(A) Q=[1 e(1); e(2)]; syms t ; q=[exp(e(1)*t); exp(e(2)*t)]; c=Q\q eAt=c(1)*eye(2)+c(2)*A 1-5 B=[0; 1]; C=[1 1]; g=C*eAt*B Bài 2.3 Vẽ đáp ứng hệ liên tục với đầu vào sơ kiện Cho hệ thống liên tục có mô hình trạng thái với ma trận sau: ⎡ −4 −4 ⎤ A=⎢ ⎥, ⎣3 ⎦ ⎡4⎤ B = ⎢ ⎥, ⎣0⎦ C = [ 1] D = Sau sử dụng lệnh ss để khai báo mô hình trạng thái hệ thống đặc trưng ma trận A, B, C, D lệnh lsim để mô đáp ứng thời gian T hệ ứng với sơ kiện xT (0) = [ −1] tín hiệu vào u (t ) = 0.5sin(0.2t ) % lab23.m A=[-4 -4; 3/4 0]; B=[4;0]; C=[0 1];D=0; G=ss(A,B,C,D); t=0:.5:50; u=0.5*sin(0.2*t); x0=[0;-1]; [y,t,x]=lsim(G,u,t,x0); figure(1); plot(t,y); grid; figure(2); plot(t,x(:,1),t,x(:,2),'r ') legend('x1','x2'); grid; Hãy vẽ đồ thị tín hiệu y (t ) nhận vào Hình 2.1 0.5 -0.5 -1 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Hình 2.1 Đồ thị cho Bài 2.3 1-6 Bài 2.4 Tính vẽ đáp ứng xung hệ không liên tục Chương trình sau tính toán vẽ đáp ứng xung hệ không liên tục phương pháp lặp.Tuy nhiên lệnh vòng lặp bị thiếu (phần chấm chấm) Hãy bổ sung đoạn vòng lặp viết chương trình lưu vào file lab24.m % lab24.m clear; % clear variables and functions from memory clf; % clear current figure a1=-2;a0=3;b2=2;b1=-3;b0=4; A=[-a1 1;-a0 0];C=[1 0];B=[b1-b2*a1; b0-b2*a0];D=b2; N=10; % number of samples h=(1:N)*0; h(1)= D; % first iteration with nonzero input x=B; % iterative method for ………………………… % subsequent iterations …………………………… …………………………… end n=0:1:N-1; plot(n,h,'o'); grid; xlabel('n'); ylabel('h(n)'); title('Impulse response'); Giá trị biến h sau chạy chương trình gì? ……………………………………………………………………………………………… Hãy vẽ lại đồ thị vào Hình 2.2 Impulse response 40 30 20 h(n) 10 -10 -20 -30 -40 n Hình 2.2 Đồ thị cho Bài 2.4 1-7 BÀI Các phép phân tích Fourier biểu diễn phổ tín hiệu I Mục đích • Sử dụng MATLAB để quan sát tượng Gibbs • Xác định phổ Fourier tín hiệu liên tục • Mô tín hiệu vào mạch lọc RC hệ thống điều chế/giải điều chế tín hiệu với Simulink II Nội dung Bài 3.1 Hiện tượng Gibbs Hãy chạy chương trình Matlab fs1.m để quan sát hội tụ chuỗi Fourier tín hiệu xung chữ nhật tuần hoàn viết nhận xét vào phần chấm chấm Bài (Làm trước câu a) nhà) Tính chất lọc mạch điện RC Cho mạch điện RC Hình 3.1 Biết hiệu điện toàn mạch vin (t ) hiệu điện hai đầu tụ điện vout (t ) tín hiệu vào tín hiệu hệ thống Giả thiết RC = 0.5 tín hiệu vào vin (t ) = 10sin t + 2sin(30t ) a) Hãy xác định: Hệ số chuỗi Fourier tín hiệu vào: Hình 3.1 Mạch điện RC Ảnh Fourier hàm trọng lượng g (t ) hệ: Hệ số chuỗi Fourier tín hiệu ra: b) Để mô tín hiệu vào hệ, em xây dựng sơ đồ Simulink Hình 3.2 1-8 Hình 3.2 Sơ đồ Simulink cho Bài 3.2 Hãy khai báo tham số cho khối mô hình trạng thái (State-Space), khối tạo sóng sin (Sine Wave), chọn thời gian mô 15 giây (xem hướng dẫn cuối tài liệu) Sau vẽ lại đồ thị tín hiệu vào lên Hình 3.3 15 10 Input and Output -5 -10 -15 10 15 Time Hình 3.3 Tín hiệu vào cho Bài 3.2 Từ kết phần a), giải thích dạng tín hiệu mạch điện RC Mạch điện có tính chất lọc gì? Bài 3.3 (Làm trước nhà, không sử dụng Matlab) Phổ Fourier tín hiệu liên tục Cho tín hiệu x(t ) = 10 cos t a) Hãy vẽ phổ Fourier x(t ) lên Hình 3.4a X ( jω ) ω Hình 3.4a Phổ Fourier x(t ) 1-9 b) Với y (t ) = x(t ) cos(30t ) cos(30t ) gọi sóng mang, vẽ phổ Fourier y (t ) lên Hình 3.4b Y ( jω ) ω Hình 3.4b Phổ Fourier y (t ) c) Với z (t ) = y (t ) cos(30t ) = x(t ) cos (30t ), vẽ phổ Fourier z (t ) lên Hình 3.4c Z ( jω ) ω Hình 3.4c Phổ Fourier z (t ) d) Hãy cho biết làm để thu phổ Fourier X ( jω ) từ phổ Fourier Z ( jω ) ? Bài 3.4 Điều chế biên độ Sơ đồ Simulink Hình 3.5 minh họa hệ thống điều chế/giải điều chế lý tưởng Hình 3.5 Sơ đồ Simulink cho 3.4 Các em xây dựng sơ đồ Simulink Hình 3.5 với tham số khối tạo sóng sin khối thiết kế lọc tương tự (Analog Filter Design) cho hướng dẫn cuối tài liệu Chọn thời gian mô 10 giây, em vẽ lại đồ thị tín hiệu x(t ), y (t ), z (t ) tín hiệu lọc vào Hình 3.6 1-10 10 8 6 4 2 y(t) x(t) 10 0 -2 -2 -4 -4 -6 -6 -8 -8 -10 -10 t 10 20 2 t 10 15 15 10 10 recovered x(t) z(t) -5 -5 -10 -10 -15 -20 t 10 -15 t 10 Hình 3.6 Các tín hiệu cho Bài 3.4 Hãy giải thích dạng sóng tín hiệu dựa đồ thị phổ Fourier x(t ), y (t ), z (t ) nhận Bài 3.3 1-11 BÀI Tính toán biểu diễn đáp ứng tần số I Mục đích • Tính toán đáp ứng tần số hệ thống liên tục • Vẽ đồ thị Bode đồ thị Nyquist với MATLAB • Mô mạch điện RLC với Simulink để kiểm chứng tính chất lọc mạch điện II Nội dung Bài 4.1 (Làm trước câu a) nhà) Đồ thị biểu diễn đáp ứng tần số Cho mạch điện RLC Hình 4.1 Biết điện áp nguồn vS (t ) điện áp tụ điện vC (t ) tín hiệu vào u (t ) tín hiệu y (t ) hệ thống a) Hãy xác định đáp ứng tần số G ( jω ) mạch điện Hình 4.1 Mạch điện RLC b) Với R = L = C = 1, cho biết tác dụng dòng lệnh sau R=1; L=1; C=1; a=[L*C R*C 1]; b=[0 1]; w=0.01:0.1:100; G=freqs(b,a,w) freqs(b,a,w) Bài 4.2 Đồ thị biểu diễn đáp ứng tần số Mô hình trạng thái mạch điện RLC là: ⎡ x1 ⎤ ⎡ − R L −1 L ⎤ ⎡ x1 ⎤ ⎡1 L ⎤ u + ⎢x ⎥ = ⎢ C ⎥⎦ ⎢⎣ x2 ⎥⎦ ⎢⎣ ⎥⎦ ⎣ 2⎦ ⎣ ⎡x ⎤ y = [ 1] ⎢ ⎥ ⎣ x2 ⎦ 1-12 Trong MATLAB, hàm bode(sys) sử dụng để vẽ đồ thị Bode hàm nyquist(sys) để vẽ đồ thị đặc tính tần biên pha hệ sys a) Với R = L = C = 1, viết chương trình với tên file lab42.m để vẽ đồ thị Bode đồ thị đặc tính tần biên pha cho mạch điện RLC (Gợi ý: sử dụng hàm figure để tạo hai cửa sổ hình vẽ riêng biệt) Vẽ lại đồ thị vào Hình 4.2 4.3 Nyquist Diagram 1.5 Imaginary Axis 0.5 -0.5 -1 -1.5 -1 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 Real Axis Hình 4.2 Đồ thị đặc tính tần biên pha cho mạch điện RLC Bode Diagram 20 Magnitude (dB) -20 -40 -60 -80 Phase (deg) -45 -90 -135 -180 -2 10 -1 10 10 10 10 Frequency (rad/sec) Hình 4.3 Đồ thị Bode cho mạch điện RLC b) Từ đồ thị Bode hàm đặc tính tần, xác định tần số gãy ωb cho biết mạch RLC Hình 4.1 có tính chất lọc gì? 1-13 c) Hãy lặp lại câu a) để vẽ đồ thị Bode hệ thống xác định tần số gãy ứng với trường hợp sau: • R = 1, L = 0.1 C = 0.1 ωb = • R = 1, L = 0.01 C = 0.01 ωb = Bài 4.3 Tính chất lọc mạch điện RLC Sơ đồ Simulink Hình 4.4 mô tín hiệu vào/ra mạch điện RLC ba trường hợp ứng với tín hiệu vào sin có biên độ, pha tần số khác Mạch điện mô tả mô hình trạng thái dựa kết Bài 4.2a Hình 4.4 Sơ đồ Simulink cho Bài 4.3 a) Với R = 1, L = C = 1, khối State-Space có cấu sau: A=[-1 -1 ;1 0], B=[1; 0], C=[0 1]; D=0; Các thông số khác giữ nguyên Các khối Sine Wave cấu sau: Sine Wave 1: Amplitude: 1, Freq (rad/sec): 0.5, Phase: 0, Sample Time: 0.01 Sine Wave 2: Amplitude: 1, Freq (rad/sec): 1, Phase: 0, Sample Time: 0.01 Sine Wave 3: Amplitude: 1, Freq (rad/sec): 5, Phase: 0, Sample Time: 0.01 Thời gian mô 20 giây Hãy chạy mô tín hiệu vào/ra ba trường hợp Sau đó, dựa vào đồ thị Bode nhận Bài 4.2a, giải thích mối quan hệ dạng tín hiệu vào dạng tín hiệu (thông qua tần số, biên độ pha tín hiệu) 1-14 Lặp lại câu a) thay đổi tham số mạch điện sau : • R = 1, L = 0.1 C = 0.1 • R = 1, L = 0.01 C = 0.01 Giải thích kết quả: 1-15 BÀI Hàm truyền đáp ứng động học hệ liên tục I Mục đích • Xác định hàm truyền đạt hệ thống liên tục từ phương trình vi phân hệ • Vẽ đồ thị đặc tính hệ với MATLAB • Sử dụng Simulink để mô tín hiệu khâu quán tính bậc n II Nội dung Bài 5.1 (Làm trước câu a) nhà) Hàm truyền đạt hệ thống liên tục Cho mạch điện RC Hình 5.1 Biết điện áp nguồn ei (t ) điện áp tụ điện eo (t ) tín hiệu vào tín hiệu hệ thống E ( s) mạch a) Xác định hàm truyền đạt G ( s ) = o Ei ( s ) điện Hình 5.1 Mạch điện RC b) Với giả thiết R1 = R2 = C1 = C2 = 1, hệ có hàm truyền đạt tương ứng G (s) = s + 3s + Để khai triển G ( s ) thành tổng phân thức đơn giản, chạy đoạn lệnh sau num=[1]; den=[1 1]; [r,p,k]=residue(num,den) Kết khai triển G ( s ) gì? 1-16 Bài 5.2 Các đồ thị đặc tính hệ liên tục Hãy chạy đoạn chương trình có tên file lab52.m sau để khai báo hàm truyền hệ vẽ đồ thị đáp ứng bước nhảy, đáp ứng xung, đồ thị điểm không điểm cực đồ thị Bode Lưu ý, MATLAB hỗ trợ công việc hàm tf,step,impulse,pzmap bode Ngoài ra, sử dụng lệnh subplot để biểu diễn đồ thị cửa sổ hình vẽ %lab52.m num=[1]; den=[1 1]; Gs=tf(num,den) % Gs=tf([1],[1 1]) subplot(221); step(Gs); grid; % step(Gs,15) subplot(222); impulse(Gs); grid; % impulse(Gs,15) subplot(223); pzmap(Gs); subplot(224); bode(Gs); grid; Sau đó, vẽ lại đồ thị nhận vào Hình 5.2 Step Response Impulse Response 0.4 Amplitude Amplitude 0.3 0.5 0 10 0.2 0.1 15 Time (sec) Imaginary Axis 0.5 -0.5 -1 Real Axis 15 Bode Diagram Phase (deg) Magnitude (dB) Pole-Zero Map -2 10 Time (sec) -1 -3 0 -50 -100 -90 -180 -2 10 10 10 Frequency (rad/sec) Hình 5.2 Các đồ thị đáp ứng bước nhảy, đáp ứng xung, đồ thị điểm không-điểm cực đồ thị Bode 1-17 b) Hãy phân tích tính ổn định hệ thống dựa đồ thị Hình 5.2 Bài 5.3 Khảo sát khâu quán tính bậc n Hãy xây dựng sơ đồ Simulink để mô tín hiệu vào/ra khâu quán tính bậc n với hàm truyền G( s) = (Ts + 1) n Hình 5.3 minh họa cho trường hợp khâu quán tính bậc (n = 1) có số thời gian T = Hình 5.3 Sơ đồ Simulink cho trường hợp n = T = a) Khi T = 1, n tăng dần (ví dụ n = 1, 2,3,… ) Hệ thống có tín hiệu vào x(t ) = 10sin 5t , thời gian mô 40 giây Hãy chạy mô để quan sát biên độ pha tín hiệu hệ ứng với giá trị tăng dần n (tham khảo sơ đồ Simulink hướng dẫn cuối tài liệu) Dựa đồ thị Bode hệ thống, giải thích n lớn biên độ tín hiệu nhỏ góc pha tín hiệu lớn ? b) Khi n = 1, T tăng dần (ví dụ T = 1,5,10,… ) Hệ thống có tín hiệu vào x(t ) = 10sin 0.3t , thời gian mô 40 giây Hãy chạy mô để quan sát biên độ pha tín hiệu hệ ứng với giá trị tăng dần T (tham khảo sơ đồ Simulink hướng dẫn cuối tài liệu) 1-18 Dựa đồ thị Bode hệ thống, giải thích T lớn biên độ tín hiệu nhỏ góc pha tín hiệu lớn? 1-19 BÀI Hàm truyền đáp ứng động học hệ không liên tục I Mục đích • Khai triển phân thức sử dụng hàm residue • Thiết lập hàm truyền đồ thị đặc tính hệ thống cho trước điểm khôngđiểm cực • Sử dụng MATLAB để tính toán mô tín hiệu hệ không liên tục II Nội dung Bài 6.1 Khai triển thành phân thức đơn giản Sử dụng lệnh residue, viết đoạn lệnh để khai triển thành phân thức đơn giản cho G ( z ) sau: 2z + G( z) = z + 5z + 8z + Cho biết kết khai triển G ( z ) gì? Bài 6.2 Cho trước điểm cực điểm không Giả sử mong muốn hệ không liên tục bậc ba với điểm không điểm cực sau: p1 = 0.8e j 0.2π , p1 = 0.8e − j 0.2π , p3 = 0.7, z1 = −1, z2 = e j 0.6π , z3 = e − j 0.6π Hãy sử dụng lệnh poly MATLAB để tìm hệ số B ( z ) A( z ) từ điểm không điểm cực Sau sử dụng lệnh biết (xem lại Bài 5.2) để vẽ đồ thị đáp ứng bước nhảy, đáp ứng xung, đồ thị điểm không-điểm cực đồ thị Bode cho hệ thống Chương trình lưu file lab62.m Lưu ý, với hệ không liên tục, hàm truyền khai báo sau Gz=tf(num,den,1); % sampling time = Hãy vẽ lại đồ thị nhận vào Hình 6.1 sau 1-20 Step Response Impulse Response 60 15 Amplitude Amplitude 10 40 20 0 10 15 20 -5 25 Time (sec) Imaginary Axis 30 Bode Diagram Phase (deg)Magnitude (dB) Pole-Zero Map 0.5 -0.5 -1 20 Time (sec) -1 -2 10 Real Axis 500 -500 -180 -360 -2 10 -1 10 10 10 Frequency (rad/sec) Hình 6.1 Các đồ thị đáp ứng bước nhảy, đáp ứng xung, đồ thị điểm không-điểm cực đồ thị Bode c) Hãy phân tích tính ổn định hệ thống dựa đồ thị Hình 6.1 Bài 6.3 Đáp ứng hệ thống không liên tục với tín hiệu vào sơ kiện Chương trình sau tính toán vẽ đáp ứng hệ thống tuyến tính không liên tục mô tả phương trình sai phân cấp hai: y [ n ] − y [ n − 1] + 0.8 y [ n − 2] = x [ n ] − x [ n − 1] + x [ n − 2] với sơ kiện y [ −1] = 2, y [ −2] = −1, x [ −1] = x [ −2] = tín hiệu vào x [ n ] = 0.5n u [ n ] Hãy điền dòng lệnh thiếu vào phần chấm chấm để hoàn thiện chương trình (với gợi ý dòng thích bên cạnh) vẽ lại đồ thị sau chạy mô lên Hình 6.2 % lab63.m System response by iteration % Find the response of the system, for n=0 to n=M, % governed by second-order difference equation % y(n)+a1 y(n-1)+a0 y(n-2)=b2 x(n)+b1 x(n-1)+b0 x(n-2) % by iteration to the input x(n)= (0.5)^n u(n) % with the given initial conditions, y(-1) and y(-2) % Plot the response 1-21 clear; clf; ym1=2;ym2=-1; % initial output conditions % initial input conditions b2=2;b1=-3;b0=4; % coefficients of the input terms % M=10; coefficients of the output terms % iterate up to n=M x=(0:M)*0;y=x; for n=0:M x(n+1)=(0.5)^n; % present input value yc= % present output ym2=ym1;ym1= ; % update past output values xm2=xm1;xm1= ; % update past input values y(n+1)=yc; % store the output values in array y end n=0:1:M; plot(n,y,'*',n,x,'o') ; grid on; ylabel('y(n)') xlabel('n') legend('output','input') title('Response of a second-order system by iteration') Response of a second-order system by iteration output input y(n) -1 n 10 Hình 6.2 Đáp ứng hệ thống cho Bài 6.3 1-22 Hướng dẫn thêm Bài 3.2 Tính chất lọc mạch điện RC Khai báo tham số cho khối tạo sóng sin khối State-Space Bài 3.4 Điều chế biên độ 1-23 Khai báo tham số cho khối tạo sóng sin khối thiết kế lọc tương tự Bài 5.3 Khảo sát khâu quán tính bậc n a) Khối Sine Wave cấu sau: Amplitude: 10, Freq (rad/sec): 5, Phase: 0, Sample Time: 0.01 b) Khối Sine Wave cấu sau: Amplitude: 10, Freq (rad/sec): 0.3, Phase: 0, Sample Time: 0.01 1-24 [...]... tục từ phương trình vi phân của hệ • Vẽ các đồ thị đặc tính của hệ với MATLAB • Sử dụng Simulink để mô phỏng tín hiệu ra của khâu quán tính bậc n II Nội dung Bài 5.1 (Làm trước câu a) ở nhà) Hàm truyền đạt của hệ thống liên tục Cho mạch điện RC như Hình 5.1 Biết điện áp nguồn ei (t ) và điện áp của tụ điện eo (t ) lần lượt là tín hiệu vào và tín hiệu ra của hệ thống E ( s) của mạch a) Xác định hàm truyền... Freq (rad/sec): 5, Phase: 0, Sample Time: 0.01 Thời gian mô phỏng là 20 giây Hãy chạy mô phỏng các tín hiệu vào/ra trong cả ba trường hợp Sau đó, dựa vào đồ thị Bode đã nhận được ở Bài 4.2a, hãy giải thích mối quan hệ giữa dạng tín hiệu vào và dạng tín hiệu ra (thông qua tần số, biên độ và pha của tín hiệu) ... của các tín hiệu x(t ), y (t ), z (t ) và tín hiệu ra của bộ lọc vào Hình 3.6 1-10 10 8 8 6 6 4 4 2 2 y(t) x(t) 10 0 0 -2 -2 -4 -4 -6 -6 -8 -8 -10 -10 0 1 2 3 4 5 t 6 7 8 9 10 20 0 1 2 1 2 3 4 5 t 6 7 8 9 10 15 15 10 10 5 recovered x(t) z(t) 5 0 -5 0 -5 -10 -10 -15 -20 0 1 2 3 4 5 t 6 7 8 9 10 -15 0 3 4 5 t 6 7 8 9 10 Hình 3.6 Các tín hiệu cho Bài 3.4 Hãy giải thích về dạng sóng của các tín hiệu đó... 2,3,… ) Hệ thống có tín hiệu vào là x(t ) = 10sin 5t , thời gian mô phỏng là 40 giây Hãy chạy mô phỏng để quan sát biên độ và pha của các tín hiệu ra của hệ ứng với các giá trị tăng dần của n (tham khảo sơ đồ Simulink trong hướng dẫn cuối tài liệu) Dựa trên đồ thị Bode của hệ thống, hãy giải thích tại sao khi n càng lớn thì biên độ của tín hiệu ra càng nhỏ trong khi góc pha của tín hiệu ra càng lớn ?... ) Hệ thống có tín hiệu vào là x(t ) = 10sin 0.3t , thời gian mô phỏng là 40 giây Hãy chạy mô phỏng để quan sát biên độ và pha của các tín hiệu ra của hệ ứng với các giá trị tăng dần của T (tham khảo sơ đồ Simulink trong hướng dẫn cuối tài liệu) 1-18 Dựa trên đồ thị Bode của hệ thống, hãy giải thích tại sao khi T càng lớn thì biên độ của tín hiệu ra càng nhỏ trong khi góc pha của tín hiệu ra càng lớn?... phân tích tính ổn định của hệ thống dựa trên các đồ thị ở Hình 5.2 Bài 5.3 Khảo sát khâu quán tính bậc n Hãy xây dựng sơ đồ Simulink để mô phỏng tín hiệu vào/ra của một khâu quán tính bậc n với hàm truyền 1 G( s) = (Ts + 1) n Hình 5.3 dưới đây minh họa cho trường hợp khâu quán tính bậc... xác định tần số gãy ứng với mỗi trường hợp sau: • R = 1, L = 0.1 và C = 0.1 ωb = • R = 1, L = 0.01 và C = 0.01 ωb = Bài 4.3 Tính chất lọc của mạch điện RLC Sơ đồ Simulink ở Hình 4.4 dưới đây mô phỏng tín hiệu vào/ra của mạch điện RLC trong ba trường hợp ứng với các tín hiệu vào sin có cùng biên độ, cùng pha nhưng tần số khác nhau Mạch điện được mô tả bằng mô hình trạng thái dựa trên kết quả Bài... 1-19 BÀI 6 Hàm truyền và đáp ứng động học hệ không liên tục I Mục đích • Khai triển phân thức sử dụng hàm residue • Thiết lập hàm truyền và các đồ thị đặc tính của hệ thống khi cho trước điểm khôngđiểm cực • Sử dụng MATLAB để tính toán và mô phỏng tín hiệu ra của hệ không liên tục II Nội dung Bài 6.1 Khai triển thành phân thức đơn giản Sử dụng lệnh residue, hãy viết đoạn lệnh để khai triển thành phân... điểm không-điểm cực và đồ thị Bode c) Hãy phân tích tính ổn định của hệ thống dựa trên các đồ thị ở Hình 6.1 Bài 6.3 Đáp ứng của hệ thống không liên tục với tín hiệu vào và sơ kiện bất kỳ Chương trình sau đây tính toán và vẽ đáp ứng của hệ thống tuyến tính không liên tục được mô tả bởi phương trình sai... mạch điện II Nội dung Bài 4.1 (Làm trước câu a) ở nhà) Đồ thị biểu diễn đáp ứng tần số Cho mạch điện RLC như Hình 4.1 Biết điện áp nguồn vS (t ) và điện áp của tụ điện vC (t ) lần lượt là tín hiệu vào u (t ) và tín hiệu ra y (t ) của hệ thống a) Hãy xác định đáp ứng tần số G ( jω ) của mạch điện Hình 4.1 Mạch điện RLC