基于Matlab的ASK仿真

基于Matlab的ASK仿真
基于Matlab的ASK仿真

基于MATLAB的2ASK调制

根据数字带通调制原理,运用MATLAB进行编程,仿真调制过程,记录并分析仿真结果。

形成设计报告。

课程设计需要运用MATLAB编程实现2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK调制解调过程,并且输出其调制后的波形,画出频谱、功率谱密度图,并比较各种调制的误码率情况,讨论其调制效果。

二进制数字调制技术原理

数字信号的传输方式分为基带传输和带通传输,在实际应用中,大多数信道具有带通特性而不能直接传输基带信号。为了使数字信号在带通信道中传输,必须使用数字基带信号对载波进行调制,以使信号与信道的特性相匹配。这种用数字基带信号控制载波,把数字基带信号变换为数字带通信号的过程称为数字调制。通常使用键控法来实现数字调制,比如对载波的振幅、频率和相位进行键控。

2ASK

2ASK信号的产生方法通常有两种:模拟调制和键控法。解调有相干解调和非相干解调。P=1时f(t)=Acoswt;p=0时f(t)=0;其功率谱密度是基带信号功率谱的线性搬移

2.2 数字调制技术的仿真实现

MATLAB是一种功能强大的科学计算和工程仿真软件,它的交互式集成界面能够帮助用户快速的完成数值分析、数字信号处理、仿真建模、和优化等功能。本课程设计需要运用MATLAB编程实现2ASK,2FSK,2PSK,2DPSK调制解调过程,并且输出其调制后的波形,画出频谱、功率谱密度图,并比较各种调制的误码率情况,讨论其调制效果。

3.程序与调试图形

3.1、ASK调制解调

3.1.1 ASK程序:

3.3.2 ASK图形:

close all

clear all

n=16;

fc=1000000; %fc>=bitRate fc/bitRate为每个二进制包含sin周期个数

bitRate=1000000;

N=50;

%noise=ti;

noise=10;

signal=source(n,N);

transmittedSignal=askModu(signal,bitRate,fc,N); signal1=gussian(transmittedSignal,noise); configueSignal=demoASK(signal1,bitRate,fc,n,N);

1.随机信号的产生

2.ASK信号调制

3.信道加噪声后信号

4.接收信号的解调

5.解调出的二进制信号

3.4、误码率分析

1.ASK误码率分析

ASK

clear all

close all

i=10;

j=5000;

t=linspace(0,5,j);%取0,0.001,0.002,。。。5 共5001个点

fc=10;

fm=i/5;

B=2*fc; %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%产生基带信号

a=round(rand(1,i));%随机序列

figure(2)

plot(rand(1,i))

st=t;

for n=1:10

if a(n)<1;

for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n %一个信号取500个点

st(m)=0;

end

else

for m=j/i*(n-1)+1:j/i*n

st(m)=1;

end

end

end

figure(1);

subplot(421);

plot(t,st);

axis([0,5,-1,2]);

title('基带信号'); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%

%%%%%%%%载波

s1=cos(2*pi*fc*t);

subplot(422);

plot(s1);

title('载波信号'); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% %%%%%%%%调制

e_2ask=st.*s1;

subplot(423);

plot(t,e_2ask);

title('已调信号');

noise =rand(1,j);

e_2ask=e_2ask+noise;%加入噪声

subplot(424);

plot(t,e_2ask);

title('加入噪声的信号'); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%相干解调

at=e_2ask.*cos(2*pi*fc*t);

at=at-mean(at);

subplot(425);

plot(t,at);

title('相乘后信号');

[f,af] = T2F(t,at);%通过低通滤波器

[t,at] = lpf(f,af,2*fm);

subplot(426);

plot(t,at);

title('解调后波形'); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%抽样判决

for m=0:i-1;

if at(1,m*500+250)+0.5<0.5;

for j=m*500+1:(m+1)*500;

at(1,j)=0;

end

else

for j=m*500+1:(m+1)*500;

at(1,j)=1;

end

end

end

subplot(427);

plot(t,at);

axis([0,5,-1,2]);

title('抽样判决后波形')

基于Matlab的自动控制系统设计与校正

自动控制原理课程设计设计题目:基于Matlab的自动控制系统设计与校正

目录 第一章课程设计内容与要求分析.................................................... 错误!未定义书签。 1.1设计内容 (1) 1.2 设计要求 (1) 1.3 Matlab软件 (2) 1.3.1基本功能 (2) 1.3.2应用 (2) 第二章控制系统程序设计 (4) 2.1 校正装置计算方法 (4) 2.2 课程设计要求计算 (4) 第三章利用Matlab仿真软件进行辅助分析 (6) 3.1校正系统的传递函数 (6) 3.2用Matlab仿真 (6) 3.3利用Matlab/Simulink求系统单位阶跃响应 (8) 3.2.1原系统单位阶跃响应 (8) 3.2.2校正后系统单位阶跃响应 (8) 3.2.3校正前、后系统单位阶跃响应比较 (8) 3.4硬件设计 (8) 3.4.1在计算机上运行出硬件仿真波形图 (9) 课程设计心得体会 (10) 参考文献 (12)

1 第一章 课程设计内容与要求分析 1.1设计内容 针对二阶系统 )1()(+= s s K s W , 利用有源串联超前校正网络(如图所示)进行系统校正。当开关S 接通时为超前校正装置,其传递函数 11 )(++-=Ts Ts K s W c c α, 其中 1 3 2R R R K c += , 1 ) (13243 2>++ =αR R R R R ,C R T 4=, “-”号表示反向输入端。若Kc=1,且开关S 断开,该装置相当于一个放大系数为1的放大器(对原系统没有校正作用)。 1.2 设计要求 1 1.0)(≤∞e ,开环截止频率ω’≥45°; 2 3) 4)设校正装置网络元件参数R4、5R=100K ,C=1μF 、10μF 若干个); 6)利用Matlab 仿真软件辅助分析,绘制校正前、后及校正装置对数频率特性曲线,并验算设计结果; 7)在Matlab-Simulink 下建立系统仿真模型,求校正前、后系 统单位阶跃响应特性,并进行系统性能比较; 8)利用自动控制原理实验箱完成硬件设计过程,包括:搭建校正前后 c R R

基于matlab的ask调制解调实现

长沙理工大学 《通信原理》课程设计报告 学院专业 班级学号 学生姓名指导教师 课程成绩完成日期2016年1月8日

课程设计成绩评定 学院专业 班级学号 学生姓名指导教师 课程成绩完成日期2016年1月8日指导教师对学生在课程设计中的评价 指导教师对课程设计的评定意见

课程设计任务书 城南学院通信工程专业

基于MATLAB的ASK调制解调实现 学生姓名:指导老师: 摘要MATLAB是美国MathWorks公司生产的一个为科学和工程计算专门设计的交互式大型软件,本课程设计主要内容是利用MATLAB集成环境下的M文件,编写程序来实现ASK的调制解调,要求采样频率为360HZ,并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解调前后的时频波形,根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信号传输的影响。目的是熟悉MATLAB中M文件的使用方法,并在掌握ASK 调制解调原理的基础上,编写出2ASK调制解调程序,绘制出ASK信号解调前后在时域和频域中的波形,观察解调前后频谱有何变化以及对信号叠加噪声后的变化。最终得到随着输入信号噪声的增加增大,误码越严重的结论,加深对ASK信号解调原理的理解。 关键词ASK调制解调;时域谱;频域谱;高斯白噪声;信噪比 1 引言 通信原理是通信工程专业的一门重要的专业课,是通信工程专业后续专业课的基础,掌握通信原理课程的知识不仅可以打下一个坚实的专业基础,还能提高处理通信系统问题能力和素质。通过本课程设计的ASK振幅键控调制解调,可以进一步理解数字通信的基础理论,有助于加深对通信原理的理解。 1.1课程设计目的 通过设计基于MATLAB的ASK调制解调实现,让我深入理解和掌握二进制ASK 调制解调以及噪声对信号传输的影响[1]。 在通信原理理论知识的基础上加深对ASK调制解调设计原理及实现方法的理解。使我对通信信号波形及频谱有深刻的认识。不仅加强了对课本知识的了解,而且还涉及到了MATLAB编程语言和软件的使用,以及基本的操作常识[2]。 掌握调制解调函数的应用,增强了我动手实践的能力。

基于MATLAB的模拟线性调制

基于MATLAB 的模拟调制实验报告 一、实验目的 1.进一步学习调制的知识,掌握调频与调角两种模拟调制技术。 2.进一步学习MATLAB 的编程,熟练使用MATLAB 进行作图。 二、实验原理 1.调制的概念 调制(modulation )就是对信号源的信息进行处理加到载波上,使其变为适 合 于信道传输的形式的过程,是使载波随信号而改变的技术。 一般,用来传送消息的信号()t u c 叫作载波或受调信号,代表所欲传送消息的信 号叫作调制信号,调制后的信号()t u 叫作已调信号。用调制信号()t u Ω控制载波的某些参数,使之随()t u Ω而变化,就可实现调制。 2.调制的目的 频谱变换 当所要传送的信号的频率或者太低,或者频带很宽,对直接采用电磁波的形 式进行发送很不利,需要的天线尺寸很大,而且发射和接受短的天线与谐振回路的参数变化范围很大。为了信息有效与可靠传输,往往需要将低频信号的基带频谱搬移到适当的或指定的频段。这样可以提高传输性能,以较小的发送功率与较短的天线来辐射电磁波。 实现信道复用 为了使多个用户的信号共同利用同一个有较大带宽的信道,可以采用各种复用技术。如模拟电话长途传输是通过利用不同频率的载波进行调制。将各用户话音每隔4 kHz 搬移到高频段进行传输。 提高抗干扰能力 不同的调制方式,在提高传输的有效性和可靠性方面各有优势。如调频广播系统,它采用的频率调制技术,付出多倍带宽的代价,由于抗干扰性能强,其音质比只占10 kHz 带宽的调幅广播要好得多。扩频通信就是以大大扩展信号传输带宽,以达到有效抗拒外部干扰和短波信道多径衰落的特殊调制方式。 3.调制的种类 根据()t u Ω和()t u c 的不同类型和完成调制功能的调制器传递函数不同,调制分为以下多种方式: (1).按调制信号()t u Ω的类型分为: ● 模拟调制:调制信号()t u Ω是连续变化的模拟量,如话音与图像信号。 ● 数字调制:调制信号是数字化编码符号或脉冲编码波形。 (2).按载波信号()t u c 的类型分: ● 连续波调制:载波信号为连续波形,通常以正弦波作为载波。

基于MATLAB的ASK调制解调实验

基于MATLAB 的ASK 调制解调实验 1.实验目的 (1) 熟悉MATLAB 中M 文件的使用方法,并在掌握ASK 调制解调原理的基础上,编写出ASK 调制解调程序。 (2) 绘制出ASK 信号解调前后在时域和频域中的波形,并观察解调前后频谱有何变化以加深对ASK 信号解调原理的理解。 (3) 对信号叠加噪声,并进行解调,绘制出解调前后信号的时频波形,改变 噪声功率进行解调,分析噪声对信号传输造成的影响。 2.实验原理 (1)ASK 调制原理 ASK 指的是振幅键控方式。这种调制方式是根据信号的不同,调节正弦波的幅度。幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。载波在数字信号1或0的控制下通或断,在信号为1的状态载波接通,此时传输信道上有载波出现;在信号为0的状态下,载波被关断,此时传输信道上无载波传送。那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1和0。对于二进制幅度键控信号的频带宽度为二进制基带信号宽度的两倍。幅移键控法(ASK )的载波幅度是随着调制信号而变化的,其最简单的形式是,载波在二进制调制信号控制下通断, 此时又可称作开关键控法(OOK )。二进制幅度键控记作2ASK 。2ASK 是利用代表数字信息“0”或“1”的基带矩形脉冲去键控一个连续的载波,使载波时断时续地输出。有载波输出时表示发送“1”,无载波输出时表示发送“0”。2ASK 信号可表示为 t w t s t e c cos )()(0=式中, c w 为载波角频率,s(t)为单极性NRZ 矩形脉冲序列 )()(b n n nT t g a t s -=∑其中,g(t)是持续时间b T 、高度为1的矩形脉冲,常称为 门函数;n a 为二进制数字???-=P P a n 101,出现概率为 ,出现概率为 2ASK/OOK 信号的产生方法通常有两种:模拟调制(相乘器法)和键控法。本模拟幅度调制的方法用乘法器实现。相应的调制如图5-1和图5-2:

实验三matlab的数字调制系统仿真实验(参考)

成都理工大学实验报告 课程名称:数字通信原理 姓名:__________________学号:______________ 成绩:____ ___实验三 Matlab的数字调制系统仿真实验(参考) 1 数字调制系统的相关原理 数字调制可以分为二进制调制和多进制调制,多进制调制是二进制调制的推广,主要讨论二进制的调制与解调,简单讨论一下多进制调制中的差分相位键控调制(M-DPSK)。 最常见的二进制数字调制方式有二进制振幅键控(2-ASK)、移频键控(2-FSK)和移相键控(2-PSK 和2-DPSK)。下面是这几种调制方式的相关原理。 二进制幅度键控(2-ASK) 幅度键控可以通过乘法器和开关电路来实现。载波在数字信号1 或0 的控制下通或断,在信号为1 的状态载波接通,此时传输信道上有载波出现;在信号为0 的状态下,载波被关断,此时传输信道上无载波传送。那么在接收端我们就可以根据载波的有无还原出数字信号的1 和0。 幅移键控法(ASK)的载波幅度是随着调制信号而变化的,其最简单的形式是,载波在二进制调制信号控制下通断,此时又可称作开关键控法(OOK)。多电平MASK 调制方式是一种比较高效的传输方式,但由于它的抗噪声能力较差,尤其是抗衰落的能力不强,因而一般只适宜在恒参信道下采用。 2-ASK 信号功率谱密度的特点如下: (1)由连续谱和离散谱两部分构成;连续谱由传号的波形g(t)经线性调制后决

定,离散谱由载波分量决定; (2)已调信号的带宽是基带脉冲波形带宽的二倍。 二进制频移键控(2-FSK) 数字频率调制又称频移键控(FSK),二进制频移键控记作2FSK。数字频移键控是用载波的频率来传送数字消息,即用所传送的数字消息控制载波的频率。2FSK信号便是符号“1”对应于载频f1,而符号“0”对应于载频f2(与f1不同的另一载频)的已调波形,而且f1与f2之间的改变是瞬间完成的。 从原理上讲,数字调频可用模拟调频法来实现,也可用键控法来实现。模拟调频法是利用一个矩形脉冲序列对一个载波进行调频,是频移键控通信方式早期采用的实现方法。2FSK键控法则是利用受矩形脉冲序列控制的开关电路对两个不同的独立频率源进行选通。键控法的特点是转换速度快、波形好、稳定度高且易于实现,故应用广泛。 频移键控是利用两个不同频率f1 和f2 的振荡源来代表信号1 和0,用数字信号的1 和0 去控制两个独立的振荡源交替输出。对二进制的频移键控调制方式,其有效带宽为B=2xF+2Fb,xF 是二进制基带信号的带宽也是FSK 信号的最大频偏,由于数字信号的带宽即Fb 值大,所以二进制频移键控的信号带宽B 较大,频带利用率小。2-FSK 功率谱密度的特点如下: (1) 2FSK 信号的功率谱由连续谱和离散谱两部分构成,?离散谱出现在f1 和f2 位置; (2) 功率谱密度中的连续谱部分一般出现双峰。若两个载频之差|f1 -f2|≤fs,则出现单峰。2FSK信号的产生方法主要是两种。第一种是用二进制基带矩形脉冲信号区调制一个调频器,使其能够输出两个不同的频率的码元,如图(1);第二种方法是用以个受基带脉冲控制的开关电路去选择两个独立频率源的振荡作为输出,如图(2)。两者的区别是前者的相位是连续的,后者由于两个独立的频率源产生的两个不同频率的信号,故相邻码元的相位不一定是连续的。

自动控制原理MATLAB仿真实验报告

实验一 MATLAB 及仿真实验(控制系统的时域分析) 一、实验目的 学习利用MATLAB 进行控制系统时域分析,包括典型响应、判断系统稳定性和分析系统的动态特性; 二、预习要点 1、 系统的典型响应有哪些? 2、 如何判断系统稳定性? 3、 系统的动态性能指标有哪些? 三、实验方法 (一) 四种典型响应 1、 阶跃响应: 阶跃响应常用格式: 1、)(sys step ;其中sys 可以为连续系统,也可为离散系统。 2、),(Tn sys step ;表示时间范围0---Tn 。 3、),(T sys step ;表示时间范围向量T 指定。 4、),(T sys step Y =;可详细了解某段时间的输入、输出情况。 2、 脉冲响应: 脉冲函数在数学上的精确定义:0 ,0)(1)(0 ?==?∞ t x f dx x f 其拉氏变换为:) ()()()(1)(s G s f s G s Y s f === 所以脉冲响应即为传函的反拉氏变换。 脉冲响应函数常用格式: ① )(sys impulse ; ② ); ,();,(T sys impulse Tn sys impulse ③ ),(T sys impulse Y = (二) 分析系统稳定性 有以下三种方法: 1、 利用pzmap 绘制连续系统的零极点图; 2、 利用tf2zp 求出系统零极点; 3、 利用roots 求分母多项式的根来确定系统的极点 (三) 系统的动态特性分析 Matlab 提供了求取连续系统的单位阶跃响应函数step 、单位脉冲响应函数impulse 、零输入响应函数initial 以及任意输入下的仿真函数lsim.

基于MATLAB的控制系统仿真

科技信息 1.引言 控制系统仿真是指以控制系统的模型为基础,主要用数学模型代替实际的控制系统,以计算机为工具对控制系统进行实验和研究的一种方法。利用仿真工具对控制系统进行设计与仿真,可以有效地对比各种控制模型与方案,选取并优化相关控制参数,从而对整个控制系统的性能进行优化与提高,尤其是对于一些新型控制理论与算法的研究,进行系统仿真更是必不可少的。因此,控制系统仿真是应用现代科学手段对控制系统进行科学研究的十分重要的手段之一。 M ATLAB 是由美国MathWorks 公司于1984年推出的专门用于科学、 工程计算和系统仿真的优秀的科技应用软件。在其发展的过程中,不断溶入众多领域的一些专业性理论知识,从而出现了功能强大的MATLAB 配套工具箱,如控制系统工具箱(Control System Toolbox )、模糊逻辑工具箱(Fuzzy Logic Toolbox)、神经网络工具箱(Neural Network Tool-box),以及图形化的系统模型设计与仿真环境(SIMULINK)。SIMULINK 工具平台的出现,使得控制系统的设计与仿真变得相当容易和直观,成为众多领域中计算机仿真、计算机辅助设计与分析、算法研究和应用开发的基本工具和首选应用软件。 2.基于MATLAB 的控制系统仿真过程 控制系统仿真过程一般可以分为以下几个阶段:控制系统数学模型的建立、控制系统仿真模型的建立、控制系统仿真程序的编写和控制系统仿真实验及结果分析。 2.1控制系统数学模型的建立数学模型是计算机仿真的基础,是指描述系统内部各物理量(或变量)之间关系的数学表达式。控制系统的数学模型通常是指动态数学模型,自动控制系统最基本的数学模型是输入输出模型,包括时域的微分方程、复数域的传递函数和频率域中的频率特性。除了输入输出模型之外,表示控制系统的数学模型还有状态空间模型、结构图模型等。 2.2控制系统仿真模型的建立 控制系统通常由多个元部件相互连接而成,其中每个元部件都可以用一组微分方程或传递函数来表示。控制系统仿真模型的建立主要与各子系统的仿真模型的连接方式有关,主要有三种基本互联模型:串联、并联和反馈连接。在实际的控制系统中,常常采用混合联接方式,既有串联、并联,还有反馈连接。 2.3控制系统仿真的实现 M ATLAB 控制系统工具箱提供了大量的命令用于实现控制系统的仿真,包括模型创建命令、模型变换命令、模型简化命令、模型实现命令、模型特性命令、时域响应命令、频域响应命令等,这些命令涵盖了单变量和多变量控制系统分析、设计的各个方面。其输入方法分别为在SIM ULINK 环境下用仿真模块建模和在命令窗口用仿真命令编程两种方法进行仿真,然后运行仿真系统得到单位阶跃响应图,并根据单位阶跃响应图分析控制系统的动态性能指标,从而评价控制系统性能的优劣。 3.基于MATLAB 的控制系统仿真实例例如,一控制系统由5个子系统组成,其组成结构如图1所示。各 子系统的传递函数分别为:G 1(s)=s 2 +5s+12s 2+15s+6;G 2(s)=4(s+6)(s+2)(s+20) ;G 3(s)= 10;G 4 (s)=s+1;H(s)=0.1。 首先,在SIMULINK 环境下建立控制系统仿真模型,即将所需的仿 真模块按题中的要求连接起来,如图2所示, 并按要求设置好相应的参数,然后运行仿真得到单位阶跃响应图如图3所示。 图1控制系统的结构图 图2控制系统的仿真模型 图3控制系统的阶跃响应 从控制系统的单位阶跃响应曲线可以看出,其超调量为0.32s ,峰值时间为0.8s ,调节时间为3.2s 。 4.结束语 通过M ATLAB 的动态仿真工具箱SIMULINK ,可以方便、快捷地构造各种控制系统的仿真模型,并能直观地观察到其控制性能,是控制系统优化设计的有力工具。 参考文献[1]曹志国,廉小亲.基于MATLAB 的两种模糊控制系统的仿真方法[J ].计算机仿真,2004(3):41-44 [2]张葛祥,李娜.MATLAB 仿真技术与应用[M ].北京:清华大学出版社,2003 [3]来长胜,陈凤兰.基于MATLAB 的控制系统仿真教学研究[J ].机械工程与自动化,2010(2):189-190 [4]黄伟忠.单级倒立摆FUZZY-PD 控制系统的建模与仿真[J ].计算机应用技术,2009(2):40-43 基金项目:本文系海南省教育厅高等学校科学研究项目(Hj2009-134),琼州学院青年教师科研基金项目(QY200913)。 作者简介:孙志雄(1974-),男,副教授,主要研究方向为电子与通信技术。林雄(1962-),男,教授,主要研究方向为神经网络和模糊系统。 基于MATLAB 的控制系统仿真 琼州学院电子信息工程学院 孙志雄 林雄 [摘要]本文介绍了MATLAB 语言和控制系统工具箱(Control System Toolbox )以及如何在SIMULINK 环境下构造控制系统的仿 真模型,并通过实例介绍了控制系统仿真的过程。[关键词]控制系统MATLAB 仿真博士·专家论坛 429——

ASK调制解调

电子电路设计CDIO一级项目 设计说明书 题目:2ASK调制解调matlab仿真设计 专业班级: 学生姓名: 学号: 设计周数: 2周 年月日 1.任务要求 1.1对数字通信系统主要原理和技术进行研究,包括二进制相移键控(2ASK)及解调技术和高斯噪声信道原理等。 1.2建立数字通信系统数学模型; 1.3建立完整的基于2ASK的模拟通信系统模型; 1.4对系统进行仿真、分析。 2.任务目的 通过我们对本学期课程的学习和理解,综合运用课本中所学到的理论知识完成通信系统模型的设计。以及锻炼我们查阅资料的能力,数字信号的MATLAB应用能力。学会简单电路的实验调试和测试方法,增强我们的动手能力。为以后学习和工作打下基础。3.通信系统 3.1通信系统原理 通信系统就是传递信息所需要的一切技术设备和传输媒质的总和,包括信息源、发送设备、信道、接收设备和信宿(受信者) ,它的一般模型如图3-1所示。

通信系统可分为数字通信系统和模拟通信系统。数字通信系统是利用数字信号来传递消息的通信系统,其模型如图3-2所示, 模拟通信系统是利用模拟信号来传递消息的通信系统,其模型如图3-3 所示。 图3-3 模拟通信系统模型 数字通信系统较模拟通信系统而言,具有抗干扰能力强、便于加密、易于实现集成化、便于与计算机连接等优点。因而,数字通信更能适应对通信技术的越来越高的要求。近二十年来,数字通信发展十分迅速,在整个通信领域中所占比重日益增长,在大多数通信系统中已代替模拟通信,成为当代通信系统的主流。 在数字基带传输系统中,为了使数字基带信号能够在信道中传输,要求信道应具有低通形式的传输特性。然而,在实际信道中,大多数信道具有带通传输特性,数字基带信号不能直接在这种带通传输特性的信道中传输。 必须用数字基带信号对载波进行调制,产生各种已调数字信号。 但可以用载波的某些离散状态来表示数字基带信号的离散状态。基本的三种数字调制方式是:振幅键控(ASK)、频移键控(FSK)和相移键控(PSK 或DPSK)。本次重点论述2ASK 数字调制系统的原理及其解调原理。 3.2 2ASK 的调制与解调仿真 3.2.1 二进制振幅键控(2ASK )原理 振幅键控是正弦载波的幅度随数字基带信号而变化的数字调制.当数字基带信号为二 进制时,则为二进制振幅键控. 设发送的二进制符号序列由0,1序列组成,发送0符号的概率为P,发送1符号的概率为1-P,且相互独立.该二进制符号序列可表示为

增量式PID控制算法的MATLAB仿真

增量式PID 控制算法的MATLAB 仿真 PID 控制的原理 在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID 控制,又称PID 调节。PID 控制器问世至今已有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID 控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象,或不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID 控制技术。PID 控制,实际中也有PI 和PD 控制。PID 控制器就是根据系统的误差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制的。 一、 题目:用增量式PID 控制传递函数为G(s)的被控对象 G (s )=5/(s^2+2s+10), 用增量式PID 控制算法编写仿真程序(输入分别为单位阶跃、正弦信号,采样时间为1ms ,控制器输出限幅:[-5,5],仿真曲线包括系统输出及误差曲线,并加上注释、图例)。程序如下 二、 增量式PID 原理 { U(k)= ?u(k)+ U(k-1) 或 { U(k)= ?u(k)+ U(k-1) 注:U(k)才是PID 控制器的输出 三、 分析过程 1、对G(s)进行离散化即进行Z 变换得到Z 传递函数G(Z); 2、分子分母除以z 的最高次数即除以z 的最高次得到; )]}2()1(2)([)()]1()({[)(-+--++ --=?n n n T T n T T n n K n U D I P O εεεεεε)] 2()1(2)([)(i )]1()([)(-+--++--=?n n n Kd n K n n K n U P O εεεεεε

基于MATLAB的过程控制

摘要 水箱和换热器是过程控制中的典型对象,本设计主要以水箱液位控制系统和换热器温度控制系统为例,通过建立数学模型,确定对象的传递函数。利用Matlab的Simulink 软件包对系统进行了仿真研究,并对仿真结果进行了深入的分析。 在水箱液位控制系统中,通过建立数学模型以及实验中对实验数据的分析,分别确定了单容、双容、三容水箱对象的传递函数。在simulink软件包中建立了各系统的仿真模型。通过对仿真曲线的研究,分析了控制器参数对系统过渡过程的影响。 在换热器温度控制系统中,根据自动控制系统工艺过程,利用降阶法确定了对象的传递函数。在软件包Simulink中搭建了单回路、串级、前馈—反馈控制系统模型,分别采用常规的PID、实际PID和Smith预估器对系统进行了仿真研究,通过仿真曲线的比较,分析了各种控制系统的特点。 关键词:过程控制;MATLAB;仿真;水箱;换热器

Simulation and Research of Process Contro1 System Based on MATLAB Abstract Water tank and Heat exchanger are typical object in the process control in the design,The control system of tank level and heat interchange is used as an example.The transfer function object is defined by setting up the mathematical model.I carry on simulation research on the system by using Matlab’s simulink simulation.and deeply analyze the result of the simulation. In the system, which control the level of the tank. The transfer function of a single-tank, double-tank, three-tank is defined by setting up mathematical model and analyzing date. Simulation model of all system set up simulink simulation. The effect that controller parameter composes on the system is analyzed through the research on the simulation cuvers. In the control system of heat inter change. The design uses reduction method and defines the transfer function of the object.according to the technical process in the automatic system.The control system model of single loop, cascade, feed forward-feedback is established. Simulation research on there system is carried on through using conventional PID, the actual PID and Smith predictor , While the characteristics those control system are compared. Key words: Process Control; Matlab;Simulation; Water tanks; Heat exchanger

基于MATLAB的ASK调制解调实现

基于MATLAB的ASK调制解调实现

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长沙理工大学 《通信原理》课程设计报告 学院专业 班级学号 学生姓名指导教师 课程成绩完成日期2016年1月8日

课程设计成绩评定 学院专业 班级学号 学生姓名指导教师 课程成绩完成日期2016年1月8日 指导教师对学生在课程设计中的评价 评分项目优良中及格不及格课程设计中的创造性成果 学生掌握课程内容的程度 课程设计完成情况 课程设计动手能力 文字表达 学习态度 规范要求 课程设计论文的质量 指导教师对课程设计的评定意见 综合成绩指导教师签字2016年1月8日

课程设计任务书 城南学院通信工程专业 课程名称通信原理课程设计时间2015/2016学年第一学期17~19 周 学生姓名指导老师 题目基于MATLAB的ASK调制解调实现 主要内容: 利用MATLAB集成环境下的M文件,编写程序来实现ASK的调制解调, 要求采样频率为360HZ,并绘制出解调前后的时域和频域波形及叠加噪声时解 调前后的时频波形,根据运行结果和波形来分析该解调过程的正确性及信道对信 号传输的影响。 要求: 1)熟悉MATLAB中M文件的使用方法,并在掌握ASK调制解调原理 的基础上,编写出ASK调制解调程序。 2)绘制出ASK信号解调前后在时域和频域中的波形,并观察解调前后频谱有何变化以加深对ASK信号解调原理的理解。 3)对信号叠加噪声,并进行解调,绘制出解调前后信号的时频波形,改变噪声功率进行解调,分析噪声对信号传输造成的影响。 4)在老师的指导下,要求独立完成课程设计的全部内容,并按要求编写课 程设计学年论文,能正确阐述和分析设计和实验结果。 应当提交的文件: (1)课程设计学年论文。 (2)课程设计附件。

基于MATLAB的2ASK、2FSK和2PSK的调制仿真

实验报告(一) 一、实验名称:基于MATLAB 的2ASK 、2FSK 和2PSK 的调制仿真 二、实验目的: (1)熟悉2ASK 、2FSK 和2PSK 的调制原理。 (2)学会运用Matlab 编写2ASK 、2FSK 和2PSK 调制程序。 (3)会画出原信号和调制信号的波形图。 (4)掌握数字通信的2ASK 、2FSK 和2PSK 的调制方式。 三、实验原理分析 3.1二进制振幅键控(2ASK ) 振幅键控是利用载波的幅度变化来传递数字信息,而其频率和初始相位保持不变。在2ASK 中,载波的幅度只有两种变化状态,分别对应二进制信息“0”或“1”。二进制振幅键控的表达式为: s(t) = A(t)cos(w 0+θ) 0<t ≤T 式中,w 0=2πf 0为载波的角频率;A(t)是随基带调制信号变化的时变振幅,即 A(t) = ?? ? 0A 典型波形如图所示: 2ASK 信号的产生方法通常有两种:相乘法和开关法,相应的调制器如图2。图2(a ) 就是一般的模拟幅度调制的方法,用乘法器实现;图2(b )是一种数字键控法,其中的开关电路受s(t)控制。 在接收端,2ASK 有两种基本的解调方法:非相干解调(包络检波法)和相干解调(同步检测法),相应的接收系统方框图如图:

3.2、二进制频移键控(2FSK ) 二进制频移键控信号码元的“1”和“0”分别用两个不同频率的正弦波形来传送,而其振幅和初始相位不变。故其表达式为: =)(s t ???? ?++时 "0发送“),cos(”时1发送“),cos 21(?ω?ωn n t A t A 图4 2FSK 信号时间波形 由图可见,2FSK 信号的波形(a )可以分解为波形(b )和波形(c ),也就是说,一个2FSK 信号可以看成是两个不同载频的2ASK 信号的叠加。 2FSK 信号的调制方法主要有两种。第一种是用二进制基带矩形脉冲信号去调制一个调频器,使其能够输出两个不同频率的码元。 第二种方法是用一个受基带脉冲控制的开关电路

MATLAB控制系统与仿真设计

MATLAB控制系统与仿真 课 程 设 计 报 告 院(系):电气与控制工程学院 专业班级:测控技术与仪器1301班 姓名:吴凯 学号:1306070127

指导教师:杨洁昝宏洋 基于MATLAB的PID恒温控制器 本论文以温度控制系统为研究对象设计一个PID控制器。PID控制是迄今为止最通用的控制方法,大多数反馈回路用该方法或其较小的变形来控制。PID控制器(亦称调节器)及其改进型因此成为工业过程控制中最常见的控制器(至今在全世界过程控制中用的84%仍是纯PID调节器,若改进型包含在内则超过90%)。在PID控制器的设计中,参数整定是最为重要的,随着计算机技术的迅速发展,对PID参数的整定大多借助于一些先进的软件,例如目前得到广泛应用的MATLAB仿真系统。本设计就是借助此软件主要运用Relay-feedback法,线上综合法和系统辨识法来研究PID控制器的设计方法,设计一个温控系统的PID控制器,并通过MATLAB中的虚拟示波器观察系统完善后在阶跃信号下的输出波形。 关键词:PID参数整定;PID控制器;MATLAB仿真。 Design of PID Controller based on MATLAB Abstract This paper regards temperature control system as the research object to design a pid controller. Pid control is the most common control method up until now; the great majority feedback loop is controlled by this method or its small deformation. Pid controller (claim regulator also) and its second generation so become the most common controllers in the industry process control (so far, about 84% of the controller being used is the pure pid controller, it’ll exceed 90% if the second generation included). Pid parameter setting is most important in pid controller designing, and with the rapid development of the computer technology, it mostly recurs to some advanced software, for example, mat lab simulation software widely used now. this design is to apply that soft mainly use Relay feedback law and synthetic method on the line to study pid

某温度控制系统的MATLAB仿真

课程设计报告 题目某温度控制系统的MATLAB仿真(题目C)

过程控制课程设计任务书 题目C :某温度控制系统的MATLAB 仿真 一、 系统概况: 设某温度控制系统方块图如图: 图中G c (s)、G v (s)、G o (s)、G m (s)、分别为调节器、执行器、过程对象及温度变送器的传递函数;,且电动温度变送器测量范围(量程)为50~100O C 、输出信号为4~20mA 。G f (s)为干扰通道的传递函数。 二、系统参数 二、 要求: 1、分别建立仿真结构图,进行以下仿真,并求出主要性能指标: (1)控制器为比例控制,其比例度分别为δ=10%、20%、50%、100%、200%时,系统广义对象输出z(t)的过渡过程; (2)控制器为比例积分控制,其比例度δ=20%,积分时间分别为T I =1min 、3min 、5min 、10min 时,z(t)的过渡过程; 0m v o 0f o o =5min =2.5min =1.5(kg/min)/mA =5.4C/(kg/min) =0.8 C C T T K K K x(t)=80f(t)=10; ;;; ;给定值; 阶跃扰动

(3)控制器为比例积分微分控制,其比例度δ=10%,积分时间T I=5min,微分时间T D = 0.2min时,z(t)的过渡过程。 2、对以上仿真结果进行分析比对,得出结论。 3、撰写设计报告。 注:调节器比例带δ的说明 比例控制规律的输出p(t)与输入偏差信号e(t)之间的关系为 式中,K c叫作控制器的比例系数。 在过程控制仪表中,一般用比例度δ来表示比例控制作用的强弱。比例度δ定义为 式中,(z max-z min)为控制器输入信号的变化范围,即量程;(p max-p min)为控制器输出信号的变化范围。 = c p(t)K e(t) max min ( ) =100% ) max min e z z p(p-p δ - ?

基于MATLAB的智能控制系统的介绍与设计实例最新毕业论文

(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!) 武汉科技大学 智能控制系统 学院:信息科学与工程学院 专业:控制理论与控制工程 学号: 姓名:李倩

基于MATLAB的智能控制系统的介绍与设计实例 摘要 现代控制系统,规模越来越大,系统越来越复杂,用传统的控制理论方法己不能满控制的要求。智能控制是在经典控制理论和现代控制理论的基础上发展起来的,是控制理论、人工智能和计算机科学相结合的产物。MATLAB是现今流行的一种高性能数值计算和图形显示的科学和工程计算软件。本文首先介绍了智能控制的一些基本理论知识,在这些理论知识的基础之上通过列举倒立摆控制的具体实例,结合matlab对智能控制技术进行了深入的研究。 第一章引言 自动控制就是在没有人直接参与的条件下,利用控制器使被控对象(如机器、设备和生产过程)的某些物理量能自动地按照预定的规律变化。它是介于许多学科之间的综合应用学科,物理学、数学、力学、电子学、生物学等是该学科的重要基础。自动控制系统的实例最早出现于美国,用于工厂的生产过程控制。美国数学家维纳在20世纪40年代创立了“控制论”。伴随着计算机出现,自动控制系统的研究和使用获得了很快的发展。在控制技术发展的过程中,待求解的控制问题变得越来越复杂,控制品质要求越来越高。这就要求必须分析和设计相应越来越复杂的控制系统。智能控制系统(ICS)是复杂性急剧增加了的控制系统。它是由控制问题的复杂性急剧增加而带来的结果,其采用了当今其他学科的一些先进研究成果,其根本目的在于求解复杂的控制问题。近年来,ICS引起了人们广泛的兴趣,它体现了众多学科前沿研究的高度交叉和综合。 作为一个复杂的智能计算机控制系统,在其建立投入使用前,必要首先进行仿真实验和分析。计算机仿真(Compeer Simulation)又称计算机模拟(Computer Analogy)或计算机实验。所谓计算机仿真就是建立系统模型的仿真模型进而在计算机上对该仿真模型

二进制ASK调制matlab仿真代码

function ber = sim_ASK2(snrIndB,N,flag) % 二进制ASK调制解调仿真程序 % 输入 % snr: 信噪比 % N: 仿真比特数 % flag:绘制调制解调波形标志位 % 输出 % y: 误码率 x = round(rand(1,N));% 产生信号比特 fc = 200; % 载波频率 fs = 2000;% 采样频率 fb = 50; % 比特频率 nSamples = fs/fb;% 每比特采样数 signal_in_one_bit = cos(2*pi*fc*(0:nSamples-1)/fs);% 传号 space_in_one_bit = zeros(1,nSamples); % 空号limitation = sum(signal_in_one_bit.^2)/2; % 判决门限 sig_ori = reshape(repmat(x,nSamples,1),1,N*nSamples); % 原始信号 %% ASK调制 y=zeros(1,nSamples*N); for i=1:length(x) if(x(i)==1) y((i-1)*nSamples+1:i*nSamples) = signal_in_one_bit; else y((i-1)*nSamples+1:i*nSamples) = space_in_one_bit; end end mod_sig = y;% 调制信号 %% 高斯信号传输 % rec_sig = awgn(mod_sig,snr,0); % 通过高斯信道后的接收信号 snr = 10^(0.1*snrIndB)/(fb/4);sigma = 1/sqrt(snr); rec_sig = awgn_gauss(mod_sig,sigma); %% ASK解调 bits_judged = zeros(1,N); for i = 1:N % 逐比特处理 rec_seg = rec_sig((i-1)*nSamples+1:(i*nSamples)); sum_rec = rec_seg*signal_in_one_bit'; % 相关累积 if(sum_rec>=limitation) % 判决 bits_judged(i) = 1; else

基于MATLAB的数字调制

2ASK、2FSK、2PSK数字调制系统的Matlab实现及性能分析与比较

引言:数字带通传输系统为了进行长距离传输,克服传输失真,传输损耗,同时保证带内特性。必须对数字信号进行载波调制,将信号频谱搬移到高频段才能在信道中传输,因而现代通信系统采取数字调制技术。通过数字基带信号对载波某些参量进行控制,使之随机带信号的变化而变化。根据控制载波参量大的不同,数字调制有调幅(ASK),调频(FSK),调相(PSK) 三种基本形式。Matlab用于仿真,分析和修改,还可以应用图形界面功能GUI能为仿真系统生成一个人机交互界面,便于仿真系统的操作,因此采用matlab对数字系统进行仿真。通过对系统的仿真,我们可以更加直观的了解数字调制系统的性能()及影响性能的因素,从而便于改进系统,获得更佳的传输性能。 关键词:数字 . 系统. 性能. ASK. FSK. PSK. Matlab. 仿真. 一 .数字调制与解调原理 1.1 2ASK (1)2ASK

2ASK 就是把频率、相位作为常量,而把振幅作为变量,信息比特是通过载波的幅度来传递的。由于调制信号只有0或1两个电平,相乘的结果相当于将载频 或者关断,或者接通,它的实际意义是当调制的数字信号"1时,传输载波;当调制的数字信号为"0"时,不传输载波。 公式为: 1.2 2FSK 2FSK 可以看做是2个不同频率的2ASK 的叠加,其调制与解调方法与2ASK 差不多,主要频率F1和F2,不同的组合产生所要求的2FSK 调制信号。 公式如下: ?? ?===0 01,cos )(2k k c ASK a a t A t s 当, 当ω???===0 cos 1 ,cos )(212k k FSK a t A a t A t s 当,当ωω

复杂过程控制系统设计与Simulink仿真

银河航空航天大学 课程设计 (论文) 题目复杂过程控制系统设计与Simulink仿 真 班级 学号 学生姓名 指导教师

目录 0. 前言 (1) 1. 总体方案设计 (2) 2. 三种系统结构和原理 (3) 2.1 串级控制系统 (3) 2.2 前馈控制系统 (3) 2.3 解耦控制系统 (4) 3. 建立Simulink模型 (5) 3.1 串级 (5) 3.2 前馈 (5) 3.3 解耦 (7) 4. 课设小结及进一步思想 (15) 参考文献 (15) 附录设备清单 (16)

复杂过程控制系统设计与Simulink仿真 姬晓龙银河航空航天大学自动化分校 摘要:本文主要针对串级、前馈、解耦三种复杂过程控制系统进行设计,以此来深化对复杂过程控制系统的理解,体会复杂过程控制系统在工业生产中对提高产品产量、质量和生产效率的重要作用。建立Simulink模型,学习在工业过程中进行系统分析和参数整定的方法,为毕业设计对模型进行仿真分析及过程参数整定做准备。 关键字:串级;前馈;解耦;建模;Simulink。 0.前言 单回路控制系统解决了工业过程自动化中的大量的参数定制控制问题,在大多数情况下这种简单系统能满足生产工艺的要求。但随着现代工业生产过程的发展,对产品的产量、质量,对提高生产效率、降耗节能以及环境保护提出了更高的要求,这便使工业生产过程对操作条件要求更加严格、对工艺参数要求更加苛刻,从而对控制系统的精度和功能要求更高。为此,需要在单回路的基础上,采取其它措施,组成比单回路系统“复杂”一些的控制系统,如串级控制(双闭环控制)、前馈控制大滞后系统控制(补偿控制)、比值控制(特殊的多变量控制)、分程与选择控制(非线性切换控制)、多变量解耦控制(多输入多输出解耦控制)等等。从结构上看,这些控制系统由两个以上的回路构成,相比单回路系统要多一个以上的测量变送器或调节器,以便完成复杂的或特殊的控制任务。这类控制系统就称为“复杂过程控制系统”,以区别于单回路系统这样简单的过程控制系统。 计算机仿真是在计算机上建立仿真模型,模拟实际系统随时间变化的过程。通过对过程仿真的分析,得到被仿真系统的动态特性。过程控制系统计算机仿真,为流程工业控制系统的分析、设计、控制、优化和决策提供了依据。同时作为对先进控制策略的一种检验,仿真研究也是必不可少的步骤。控制系统的计算机仿真是一门涉及到控制理论、计算机数学与计算机技术的综合性学科。控制系统仿真是以控制系统的模型为基础,主要用数学模型代替实际控制系统,以计算机为工具,对控制系统进行实验和研究的一种方法。在进行计算机仿真时,十分耗费时间与精力的是编制与修改仿真程序。随着系统规模的越来越大,先进过程控制的出现,就需要行的功能强大的仿真平台Math Works公司为MATLAB提供了控制系统模型图形输入与仿真工具Simulink,这为过程控制系统设计与参数整定的计算与仿真提供了一个强有力的工具,使过程控制系统的设计与整定发生了革命性的变化。

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