Tizimlar va signallarni qayta ishlash fanidan Mustaqil ish Mavzu: Vaqt doirasida asosiy operantlar

Tizimlar va signallarni qayta ishlash

fanidan

Mustaqil ish

Mavzu:Vaqt doirasida asosiy operantlar

Bajardi:Islomov Asliddin

Tekshirdi:Jo’RAYEV U.

Reja: 1. Signallarning lokal va integral xususiyatlari. 2. Raqamli signal protsessor. 3. Vaqt seriyalarining grafik 4. Signallarni qayta ishlash tizimlarining apparat ta’minoti. 5. Vaqt seriyalari va uning asosiy elementlari

Signallarning aksariyati cheklangan, boshlanish va tugash nuqtalari mavjud bo‘ladi. Ularni aniqlash uchun signalning vaqt sohasi bo‘yicha ifodalaniladi. Signalning davomiyligi diskretlash chastotasi va joriy qiymatlarni hisoblash orqali aniqlanadi. Maksimal va minimal nuqtalari signal qiymatlarining o‘sishdan pasayishga o‘tish vaqtini belgilash orqali va aksincha aniqlanadi. Diskret AKF signallar uchun signalning juft qiymatlari hosilasining yig‘indisi va uning siljigan nusxasi ishlatiladi. Yig‘indida kirish signalga nisbatan namunaning qancha holatga siljiganligini ko‘rsatuvchi n butun son ishlatiladi.
(2.1): Vs(n) = Si * Si - n (2.1) 37 bu yerda Si – diskret kirish signalining namunaviy qiymati, Si-n – bu n holatga kechiktirilgan signal nusxasining namunaviy qiymati.
Diskret signalni kodlashning fizik mohiyatidan kelib chiqib, rasmda keltirilgan ikkala holat ham quyidagicha yozilishi mumkin:
… .0001-11000….
Yuqoridagi formuladan foydalanib hisoblangan ushbu signalning avtokorrelyatsiya funksiyasi 2.4-rasmda keltirilgan. Misol. Signalning AKF-ni toping (1, 1, –1). Formuladan foydalangan holda hisob-kitoblar pastki rasmda ko‘rsatilgan natijaga olib keladi. Oldin ko‘rib chiqilgan ikkita signalning AKF-ni taqqoslab, biz signal (1, 1, -1) AKF yon tomonlari darajasi bo‘yicha eng yaxshi ekanligini ko‘rishimiz mumkin.
Signallarni qayta ishlash tizimlarining apparat ta’minoti.
Raqamli ishlov berish tizimlari odatda real vaqtda ishlaydi. Real vaqt tizimlari (RVT) - bu obyektlarni yoki jarayonlarni real vaqt rejimida kuzatib borish va boshqarish uchun kompyuter vositalari, ya’ni ma’lumotni (signallarni) obyekt yoki jarayondan olish darajasi bo‘yicha yig‘ish, qayta ishlash va berish jarayonidir [18, 19]. Ob’ekt texnik tizim (robot, mashina, samolyot, odam) bo‘lishi, jarayon esa sanoat texnologiyasi, geofizik hodisa, biotibbiyot yoki fizik-kimyoviy jarayon bo‘lishi mumkin. Ob’ekt ovoz yozish studiyasi yoki turli xil audio va video signallarni qayta ishlash uskunalari bo‘lgan xonaning video kuzatuv tizimi bo‘lishi ham mumkin. RVT uchun SRIB apparat majmuasi (5.1-rasm):
signalni qayta ishlash vositalari - signal protsessorlari (SP) chiplari yoki ixtisoslashtirilgan dasturlashtiriladigan mantiqiy integral mikrosxemalar shaklida tayyorlangan funksional signalni qayta ishlash protsessorlari;
Real vaqt tizimlarida real vaqt operatsion tizimlari (RV OT) muhim rol o‘ynaydi. RV OT-da asosiy vazifa - bu obyektda sodir bo‘layotgan hodisalarga akstasir tezligi va resurslardan foydalanish esa ikkinchi fonga o‘tib qoladi. RV OT-ning asosiy ajralib turadigan xususiyati - bu obyektda sodir bo‘layotgan dinamik jarayonlarni boshqarishda obyektning apparat qismi bilan bog‘lanishidir. Signal protsessori tomonidan boshqariladigan apparat-dasturiy majmua, obyektdagi voqealarni ro‘yxatdan o‘tkazadigan sensorlar bilan bir qatorda, kiritish/chiqarish modullarini o‘z ichiga oladi, ularning yordamida signal protsessori tashqi hodisalarni qayta ishlash uchun operatsion tizimdan foydalanadi. Shuning uchun RV OT tuzilishi, yadro funksiyalari va kiritish/chiqarish tizimini qurishda umumiy maqsadli operatsion tizimlardan sezilarli farqlarga ega. Real vaqt tizimi asosiy xotirada bir vaqtning o‘zida bir necha dasturlarni joylashtirish asosidagi ko‘p dasturli ishlov berish rejimida ishlaydi. Bunda SP vaqti va resurslari tashqi qurilmalarning so‘rovlariga binoan taqsimlanadi. Bunday holda, yadroning vazifalari ma’lumotlarni qabul qilish, algoritmlarni qayta ishlash, ishlov berishni to‘xtatish va real vaqt rejimini ta’minlash dasturlarini rejalashtirish va sinxronizatsiya qilishdir iborat bo‘ladi (5.2-rasm).
SRIB ning real vaqt tizimlarida protsessorlardan foydalanganda, tez-tez ba’zi bir manbadan kelgan signal bo‘yicha joriy dasturning bajarilishini to‘xtatish zarurati yuzaga keladi. Bunday vaziyatda (5.3-rasm) joriy dasturning bajarilishi to‘xtatiladi, uning uzilish paytidagi holati saqlab qo‘yiladi.
Vujudga kelgan vaziyatni bartaraf etish uchun mo‘ljallangan, oldindan yuklangan boshqa maxsus dasturning bajarilishi boshlanadi. Shundan so‘ng, uzilishdan oldin saqlangan protsessor holati tiklanadi, ilgari to‘xtatilgan dasturning bajarilishi davom etadi. Ta’riflangan jarayon protsessorning uzilishi deb ataladi: uzilishga sabab bo‘lgan signal uzilish so‘rovi; bu signalning manbai uzilish manbai; uzilish sababini bartaraf etish bo‘yicha harakatlar ketma-ketligi uzilish xizmati tomonidan amalga oshiriladi va uzilishda bajarilgan dastur uzilish xizmatining muntazamligi bilan amalga oshiriladi. Uzilish manbalarining ikki turi mavjud [22]:
– apparat ta’minot;
– dasturiy ta’minot;
Yuqorida aytib o'tilganidek, vaqt seriyasi modelida ikkita asosiy komponentni ajratish odatiy holdir: deterministik va tasodifiy (rasm). Vaqt seriyasining deterministik komponenti deganda, elementlari vaqt funktsiyasi sifatida ma'lum bir qoida bo'yicha hisoblangan raqamli ketma-ketlik tushuniladi. t. Ma'lumotlardan deterministik komponentni yo'q qilish orqali biz nol atrofida tebranuvchi qatorga ega bo'lamiz, ular bir cheklovchi holatda sof tasodifiy sakrashlarni, ikkinchisida esa silliq tebranish harakatini ifodalashi mumkin. Aksariyat hollarda ular orasida nimadir bo'ladi: qatorning ketma-ket shartlariga bog'liqligi sababli ba'zi tartibsizliklar va ba'zi tizimli ta'sirlar.
Vaqt seriyasining strukturaviy komponent
Vaqt seriyasi - bu bir necha ketma-ket lahzalar yoki vaqt davri uchun ko'rsatkich qiymatlari to'plami. Vaqt seriyasining har bir darajasi shartli ravishda uch guruhga bo'linadigan ko'p sonli omillar ta'siri ostida shakllanadi:
qator tendentsiyasini shakllantiruvchi omillar;
Qatorning siklik tebranishlarini hosil qiluvchi omillar;
tasodifiy omillar.
O'rganilayotgan jarayon yoki hodisada ushbu omillarning turli xil birikmalari bilan ketma-ketlik darajalarining vaqtga bog'liqligi turli shakllarda bo'lishi mumkin. Birinchidan, iqtisodiy ko'rsatkichlarning ko'p vaqtli qatorlari o'rganilayotgan ko'rsatkich dinamikasiga ko'plab omillarning uzoq muddatli kumulyativ ta'sirini tavsiflovchi tendentsiyaga ega. Ko'rinib turibdiki, bu omillar alohida olinganda o'rganilayotgan ko'rsatkichga ko'p yo'nalishli ta'sir ko'rsatishi mumkin. Biroq, ular birgalikda uning o'sish yoki pasayish tendentsiyasini tashkil qiladi.
Ikkinchidan, o'rganilayotgan ko'rsatkich tsiklik tebranishlarga duch kelishi mumkin. Ushbu tebranishlar mavsumiy bo'lishi mumkin, chunki bir qator iqtisodiyot va qishloq xo'jaligi tarmoqlarining faoliyati yil vaqtiga bog'liq. Uzoq vaqt davomida katta ma'lumotlar massivlari mavjud bo'lganda, vaqt seriyasining umumiy dinamikasi bilan bog'liq bo'lgan tsiklik tebranishlarni aniqlash mumkin.
Ba'zi vaqtli qatorlar trend va tsiklik komponentni o'z ichiga olmaydi va ularning har bir keyingi darajasi qatorning o'rtacha darajasi va ba'zi (ijobiy yoki salbiy) tasodifiy komponentlarning yig'indisi sifatida shakllanadi.
Ko'pgina hollarda, vaqt seriyasining haqiqiy darajasi tendentsiya, tsikl va tasodifiy komponentlarning yig'indisi yoki mahsuloti sifatida ifodalanishi mumkin. Vaqt seriyasi sanab o'tilgan komponentlar yig'indisi sifatida ifodalanadigan model deyiladi qo'shimcha model vaqt seriyasi. Vaqt seriyasi sanab o'tilgan komponentlarning mahsuloti sifatida taqdim etiladigan model deyiladi multiplikativ model vaqt seriyasi. Alohida vaqt seriyasini statistik o'rganishning asosiy vazifasi olingan ma'lumotlardan seriyaning kelajakdagi qiymatlarini bashorat qilish uchun foydalanish uchun yuqoridagi komponentlarning har birini aniqlash va miqdorini aniqlashdir.
mesh-bu fazoda uch o‘lchovli “to‘r”ni chizadi;
surf-fazoda uch o‘lchovli sirtni chizadi ;
fill3-fazoda uch o‘lchovli to‘ldirilgan ko‘pburchakni chizadi.
Mantiqiy operatsiyalar:
Grafik formatini qayta o’zgartirish va unga ranglar berish uchun grafik maydonini ikki marta teztez sichqonchani ko’rsatib bosish va ochilgan muloqot oynasidan kerakli o’zgarishlarni qilish
kerak. Bu o’zgartirishlar muloqot oynasi 4.6-rasmda berilgan.
Bunda:
• Surface Plot – grafik sirti;
• Contour Plot – grafik chizig’i darajasi;
• Data Points – grafikda faqat hisob nuqtalarini tasvirlash;
• Vector Field Plot – vektor maydoni grafigi;
• Bar Plot – uch o’lchovli grafik gistogrammasi;
• Patch plot – hisob qiymatlari maydoni.
Bulardan tashqari yana bir qancha boshqarish elementlari mavjud. Ular grafikni formatlashda keng
imkoniyatni beradi. Masalan, grafik masshtabini o’zgartirish, grafikni aylantirish, grafikga
animatsiya berish va boshqa. 4.7-rasmda uch o’lchamli grafikni formatlash oynasi berilgan.
Plot funktsiyasi
MatLab-ning ma'lumotlarni vizualizatsiya qilish imkoniyatlarini tekshirishni odatda plot () funksiyasi yordamida chizilgan ikki o'lchovli grafiklardan boshlaylik. Muayyan misollar bilan ushbu funktsiya qanday ishlashining ko'plab variantlarini ko'rib chiqish yaxshidir.
Faraz qilaylik, siz 0 dan oraliqda sinus funksiyasini chizmoqchisiz. Buning uchun biz Ox o'qi bo'ylab nuqtalar vektorini (to'plamini) aniqlaymiz, unda sinus funktsiyasi qiymatlari ko'rsatiladi:
Natijada 0 dan 0,01 gacha bo'lgan qiymatlar oralig'iga ega ustun vektori bo'ladi. Keyin, biz ushbu nuqtalarda sinus funktsiyasi qiymatlari to'plamini hisoblaymiz:
va natijani ekranda aks ettiring
Natijada, biz rasmda ko'rsatilgan grafikni olamiz. 3.1.