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Simulink建模仿真实例详解一书详细讲解simulink建模仿真技术和方法，适合快速入门simulink建模。动态系统的计算机仿真系统与模型系统系统只指具有某些特定功能、相互联系、相互作用的元素的集合。这里的系统是指广义上的系统,泛指自然界的一切现象与过程,例如工程系统如控制系统、通讯系统等,非工程系统如股市系统、交通系统、生物系统等。系统模型系统模型是对实际系统的一种抽象,是对系统本质(或是系统的某种特性)的一种描述。模型具有与系统相似的特性。好的模型能够反映实际系统的主要特征和运动规律。模型可以分为实体模型和数学模型实体模型又称物理效应模型,是根据系统之间的相似性而建立起来的物理模型,如建筑模型等。数学模型包括原始系统数学模型和仿真系统数学模型。原始系统数学模型是对系统的原始数学描述。仿真系统数学模型是一种适合于在计算机上演算的模型,主要是指根据计算机的运算特点、仿真方式、计算方法、精度要求将原始系统数学模型转换为计算机程序。静态系统模型动态系统模型连续系统模型离散系统模型代数方程集中参数分布参数差分方程微分方程偏微分方程计算机仿真仿真的概念仿真是以相似性原理、控制论、信息技术及相关领域的有关知识为基础,以计算机和各种专用物理设备为工具,借助系统模型对真实系统进行试验的一门综合性技术。仿真分类()实物仿真:又称物理仿真。是指研制某些实体模型,使之能够重现原系统的各种状态。早期的仿真大多属于这一类优点:直观,形象,至今仍然广泛应用。缺点:投资巨大、周期长,难于改变参数,灵活性差()数学仿真:是用数学语言去描述一个系统,并编制程序在计算机上对实际系统进行研究的过程。优点:灵活性高,便于改变系统结构和参数,效率高(可以在很短时间内完成实际系统很长时间的动态演变过程),重复性好缺点:对某些复杂系统可能很难用数学模型来表达,或者难以建立其精确模型,或者由于数学模型过于复杂而难以求解()半实物仿真:又称数学物理仿真或者混合仿真。为了提高仿真的可信度或者针对一些难以建模的实体,在系统研究中往往把数学模型、物理模型和实体结合起来组成一个复杂的仿真系统,这种在仿真环节中存在实体的仿真称为半物理仿真或者半物理仿真,如飞机半实物仿真等。计算机仿真计算机仿真是在研究系统过程中根据相似性原理,利用计算机来逼真模拟研究系统。研究对象可以是实际的系统,也可以是设想中的系统。在没有计算机以前,仿真都是利用实物或者它的物理模型来迸行研究的,即物理仿真。物理仿真的优点是直接、形象、可信,缺点是模型受限、易破坏、难以重用。计算机仿真可以用于研制产品或设计系统的全过程,包括方案论证、技术指标确定、设计分析、故障处理等各个阶段。如训练飞行员、宇航员的方针工作台和仿真机舱等。仿真的三要素计算机仿真的三个基本要素是系统、模型和计算机,联系着它们的三项基本活动是模型建立、仿真模型建立(又称二次建模)和仿真试验。数学仿真采用数学模型,用数学语言对系统的特性进行描述,其工作过程是:建立系统的数学模型●建立系统仿真模型,即设计算法,并转化为计算机程序,使系统的数学模型能为计算机所接受并能在计算机上运行;运行仿真模型,进行仿真试验,再根据仿真试验的结果进步修正系统的数学模型和仿真模型与建模仿真是一种用来实现计算机仿真的软件工具。它是的一个附加组件,可用于实现各种动态系统(包括连续系统、离散系统和混合系统)的建模、分析和仿真。特点:易学易用,能够依托提供的丰富的仿真资源的应用领域()通讯与卫星系统;()航空航天系统;()生物系统;()船舶系统;()汽车系统;()金融系统;()控制系统。应用举例(原教材例子)在命令窗口中输入右图所示的模型用来口口口口模拟双质量一弹簧系统在光滑平面上受个周期力情况下的运动状态,其中周期力只作用在左边的质量块上。

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09年全国大学生电子设计大赛优秀作品选集。详细介绍了09年全国电赛优秀的作品。是不可多得的宝贵资料在实际制作中,我们选用CD1046锁相环芯片,功牽WS管IRF510等性价比较高的器件,采用基于MsP43OF169单片机的经典控制算法,较为出色地完成了各项指标要求理论分析与参数计算频率跟踪电路设计:Uret鉴相器环路滤波压控振荡器PLL OUTPDLFVCO256分频图2锁相环电路框图利用相环C冂4046可以实现输入信号的倍频和同步,输入频率45-5H,经256倍频后为11.52KHz-14.08KHz信号,送给单片机作为系统同步的时钟。单片机用DDS原理产生幅度可调的正昡信号,此时钟作为D/A输出的时钟,即可追踪输入信号的相位和频率。此正弦信号送给本设计中自闭环的DC-AC逆变器作为输入,输出电压就可以与参考输亼Uref冋频冋相。为俫证快速锁定,需要调整R1、R2、C1的值使锁相环中心频率稳定在5OHz。2.MPPT最大功率点跟踪的实现本设计采用WP130F169单片机,它有两路D/A、8路AD,可以轻松地实现连续的电压电流采集。单片机由此数据计算出实时功率后根据MT算法自动调整,当时通过增加系统的输入阻抗增加实际待到的输入电压U以提高功率,反之则降低U,最终达到的最大功率点跟踪。3.提高效率方法开关电源电路改计中的主要损耗包括:场效应管的导通电阻损耗和开关损耗:滤波电路屮电感和电容的损耗。综合考虑成本和性能,本电路选用了IRF540,其导通电阻仅为77亳欢,输入结电容为1700F。在带载额定电流1A时,全桥的静态功耗。由于滤波电感和电容工作在高频卜,起储能释能作用因此电感要尽减小内阻,并保留1mm磁防止饱和,电容则要选取等效串联电阻ESR较小的高频低阻类型,以减小在电容上产生的功率损耗。本作品中所用的电感线圈为多股漆包线并绕以减小高频下导线集肤敚应带来的损耗,并使用铁氧体材料的伭芯以减小其磁滞损耗。电窣则选用聚丙烯电窣,它具有较好的高频特性、稳定性和较小的损耗。4.滤波参数设计:滤波电感使用直径36m磁罐,加1mm磁隙,用0.4mm漆包线5股并绕20匝,实测电感为200u左右;为减小通带衰减,取截止频率为5kHz,百百倍于基频,得C=4.7uF为进一步减小止弦波谐波分量,又用60u铁粉环电感与0.68uF电容进行了二次滤波,最终效果比较理想。二、电路与程序设计DCAC电路LL"虚短"比铰器SPWM/浮栅驱动器0恰半滤波参考正弦波功率正弦波补偿网络图5自振荡逆变器框图AC逆变器由自振荡原理的D类功率放大器构成,利用负反馈的高频自激,产生幅度较弱的髙频振涝叠加在工频信号上,经过比较器产生髙频SF硎开关信号通过浮栅驱动器驱动MOS管半桥。R54.7K+|+H1CTAOVCC HO12 HO1QIN VSll VS1C4I(ul IOJuh正弦入45-51z10uFVSS COM A67 LOIQ233K图6DC-AC逆变器电路图由于负反馈在工频上是稳定的,因此输出的信号的放大倍数由R2与R4的分压比决定,而自振荡〔产生的SPw)频率可通过微调补偿网络屮的电阻、电容值来调整,实际中综合考虑损耗和滤波电路的设计,选定频率约为28KHz左右,保证输出电压在功率电源HDC范围内,比例放人系数选为12。这神逆变器自身闭环,整个电路只使用个比较器,可以根据负载的变化自动调整SPW的占空比,使输入输出电压始终成比例关系在木设计中,使用两个上述的自振荡逆变器构成平衡桥式( Balanced transformer loss)DC-^C变换器,以LM393作逆变的比较器,配合自带死区的IR21094浮栅驱动器驱动IRF540功率№os管,获得了较高的效率和极低的失真度2.过流保护及自恢复电路[104UTBR23R22K510RN5819[7A334R24LM358R387.5K91k

信号稀疏表示理论及其应用信号稀疏表示理论及其应用郭金库刘光斌余志勇吴瑾颖著斜学出版社北京内容简介信号稀疏表示是一种新兴的信号分析和综合的方法,吸引了研究者的大量关注,同时被应用到信号处理的许多方面,如非平稳信号分析,信号编码、识别与信号去噪,压缩感知,盲源分离等。信号稀疏表示方向的研究热点主要集中在稀硫分解算法、过完备原子字典和稀硫表示的应用等方面。本书在介绍国内外该研究方向研究进展的基础上,重点介绍了作者在稀疏分解快速算法、色散原子字典,稀疏表示在线性调频信号参数估计以及电磁兼容测试信号处理等方面的研究成果。本书可供从事信号与信息处理信号表示、非平稳信号分析等方面工作的科研工作人员和研究生学习、研究使用图书在版编目CIP)数据信号稀疏表示理论及其应用/郭金库等著,一北京:科学出版社2013IsBN978-7-03-038209-2Ⅰ.信…Ⅱ郭…Ⅲ.信号处理Ⅳ.TN91.7中国版本图书馆CP数据核字(2013)第171727号责任編辑:魏英杰杨向萍/责任校对:桂伟利责任印制:张倩/封面设计:陈敬荦幽社出版北京东黄城根北街16号邮政编码:10717http://www.sciencep,com此象通州皇家印刺厂印刷科学出版社发行各地新华书店经销2013年7月第一版开本:720×1000B52013年7月第一次印刷印张:91/4字数:176000定价:50.00元(如有印装质量问题,我社负责调换(科印〉)前言信号稀疏表示是过去近20年来信号处理界一个非常引人关注的硏究领域,众多硏究论文和专题研讨会表明了该领域的蓬勃发展。信号稀疏表示的目的就是在给定的过完备字典中用尽可能少的原子来表示信号,可以获得信号更为简洁的表示方式,从而使我们更容易地获取信号中所蕴含的信息,更方便进一步对信号进行加工处理,如压缩、编码等。信号稀疏表示方向的研究热点主要集中在稀疏分解算法、过完备原子字典和稀疏表示的应用等方面。本书在介绍国内外该方向研究进展的基础上,重点介绍作者在稀疏分解快速算法、色散原子字典及稀疏表示在线性调频信号参数估计等方面的研究成果。全书共分为6章。第1章为绪论,在回顾传统的非平稳信号分析方法的基础上引出信号稀疏表示的基本思想,并介绍稀疏表示理论的发展历程和研究现状。第2章首先给岀稀疏逼近和稀疏表示的定义,然后简要介绍常用的稀疏分解算法和时频原子字典,最后介绍一种利用稀疏表示结果构造的时频分布。第3章利用 Gabor原子特点,构造一种随信号或分解残留信号自适应变化的 Gabor子字典,提出基于自适应 Gabor子字典的匹配追踪算法并证明了算法的收敛性。进一步,基于离散自适应 Gabor子字典提出相应的匹配追踪快速算法并分析了计算复杂度。最后利用数值实验结果验证了提出的方法与传统的匹配追踪算法具有相同的计算精度。第4章为了描述色散信号,利用色散关系或者近似色散关系设计出能够描述色散特性的原子,并构造色散原子字典。针对类似色散原子这种瞬时频率随时间非线性变化的时频原子,给出一种非负、无交叉项的能量时频分布。第5章研究信号稀疏表示在线性调频信号的参数估计及线性时不变系统辨识中的应用。第6章探讨信号稀疏表示在电磁兼容现场测试信号处理方面的应用。本书的很多研究成果是在清华大学自动化系邹红星教授的指导和信号稀疏表示理论及其应用帮助下完成的,这为本书的写作打下了坚实的基础。同时,第二炮兵工程大学的领导也一直关心和支持作者的课题研究,尤其是本书的出版得到了第二炮兵工程大学控制工程系的直接支持和帮助。在本书出版之际谨向他们表示衷心的感谢!另外,借此杋会特别感谢第二炮兵工程大学控制工程系以及清华大学自动化系的周志杰、苏娟、郜震宵、杨晓君、王榕、马竞伟、俞力杰、刘冰、汪洪桥、胡来红、孙振生、席建祥等老师和同学的帮助。本书的出版得到了国家自然科学基金项目(61201120)、中国博士后科学基金(2012M521904)和第二炮兵工程大学创新性探索项目的资助。作者2年6月目录前言第1章绪论1.1非平稳信号分析方法·1.2基于基分解的线性时频表示1.2.1傅里叶变换1.2.2短时傅里叶变换………1124561.2.3小波变换1.2.4基分解的不足·1.3经典的时频分布101.3.1 Wigner- ville分布……101.3.2 Cohen类时频分布……1.4稀疏表示方法121.4.1稀疏的就是更优的121.4.2稀疏表示理论的发展141.4.3稀疏表示的应用………………………191.5本书的结构安排……21第2章信号的稀疏表示…222.1稀疏逼近与稀疏表示222.2常用的稀疏分解算法242.2.1框架算法………252.2.2匹配追踪算法262.2.3基追踪算法262.2.4稀疏分解算法的信号精确重构条件∵272.3时频原子字典…………………282.3.1 Gabor原子字典…282.3.2 Chirplet字典………………………29信号稀疏表示理论及其应用2.3.3 FMm let字典………292.3.4 Dopplerlet字典302.4稀疏表示与时频分布…302.5本章小结…34第3章自适应 Gabor子字典的匹配追踪算法363.Ⅰ稀疏分解与匹配追踪算法363.1.1基本的匹配追踪算法………………363.1.2正交匹配追踪算法……383.1.3匹配追踪算法的计算和存储瓶颈……403.2自适应 Gabor子字典…………443.3自适应子字典的匹配追踪算法收敛性493.4离散自适应子字典的匹配追踪快速算法3.5算法验证与实验…603.6应用GPU实现的匹配追踪算法…633.7本章小结··67第4章基于色散原子字典的信号稀疏表示…684.1稀疏表示与原子字典…694.2色散原子字典……………724.2.1稳态相位法4.2.2初始波形及色散原子734.2.3色散原子字典的构造754.2.4基于色散原子字典的稀疏表示…………764.3非负的无交叉项时频分布…804.3.1时频半仿射平面…804.3.2色散原子的非负、无交叉项的时频分布…834.4应用854.5本章小结…88第5章稀疏表示在线性调频信号参数估计及线性时不变系统辨识中的应用895.1基于稀疏信息的线性调频信号参数估计…895.1.1线性调频信号的参数估计89目录5.1.2线性调频率估计·955.1.3初始频率与结束频率估计985.1.4实验结果1005.1.5讨论1055.2稀疏分解在系统辨识中的应用…1065.2.1基于互功率谱的线性时不变系统辨识………1065.2.2匹配追踪算法的降噪原理1085.2.3利用稀疏分解进行线性时不变系统辨识1095.3本章小结…112第6章基于稀疏表示的电磁兼容测试信号处理技术………1136.1现阶段电磁兼容现场测试信号处理面临的难题…………1136.2国内外研究现状…1146.3稀疏表示在电磁兼容测试信号处理中的优势以及待解决的问题117参考文献119附录:自适应子字典的匹配追踪算法参考程序……133第1章绪论1.1非平稳信号分析方法信号的傅里叶变换和反变换实现了信号在时域和频域內的相互转换。傅里叶变换将信号分解为不同频率分量的线性组合,其结果可以告诉我们信号是由多少个正弦波叠加而成,以及相对的幅度。由于不能给出关于这些频率分量何时出现与何时消亡的时变信息,因此傅里叶变换比较适用于分析频率成分不随时间变化的平稳信号。但是,人们发现众多的实际信号却具有明显的非平稳特征。信号的平稳性或非平稳性主要是根据信号的统计量特征来衡量。常用的统计量包括均值(一阶统计量)、相关函数与功率谱密度(二阶统计量),以及高阶矩与高阶谱等(高阶统计量)。若信号的联合分布函数相对于时间是不变的,即信号的各阶统计量与时间无关,则称信号是平稳信号。若信号某阶统计量随时间变化,则称信号为非平稳信号或者时变信号,2。现实世界中存在着各种频率随时间变化的信号,如人类的声音、动物的叫声雷达和声呐信号、生物医学信号等。这些信号都是典型的非平稳信号,它们共同的特点都是持续时间有限,并且自相关函数或功率谱密度是随时间变化的。当研究和处理非平稳信号时,传统的傅里叶变换不能提供对信号频谱时变特征的有效分析和处理,也就是说,频谱和功率谱并不能清楚地描述信号的某个频率分量出现的具体时间及变化趋势。非平稳信号分析与处理是现代信号处理的一个重要研究内容和发展方向,在通信、雷达、信息对抗、自动控制、模式识别、水声、地震勘测和生物医学工程等领域有着广泛应用24。非平稳信号分析方法可以分为线性时频表示、非线性时频分布和信号的稀疏表示(图1-1)。假设信号为几个分量信号的线性组合,如果信号的时频表示也可以表示为这几个分量时频表示的相同线性组合,则这种时频表示称为线性时频表示;否则,称为非线性时频表示,2。传统意义上的线性时频表示通

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