Разработка и реализация фильтр
Спроектируйте цифровой фильтр в Simulink
Можно спроектировать lowpass, highpass, полосу пропускания и заграждающие фильтры с помощью или блока Digital Filter Design или Мастера Реализации Фильтра. Эти блоки способны к вычислению коэффициентов фильтра для различных структур фильтра. В этом разделе вы используете блок Digital Filter Design, чтобы преобразовать белый шум в низкочастотный шум, таким образом, можно симулировать его эффект на системе.
Как практическое применение, предположите, что пилот говорит в микрофон в кабине самолета. Шум ветра, передающего по фюзеляжу, также достигает микрофона. Датчик измеряет шум ветра за пределами плоскости. Вы хотите оценить шум ветра в кабине и вычесть его с входа на микрофон так, чтобы только речь пилота была передана. В этой главе вы сначала изучаете, как смоделировать низкочастотный шум, который достигает микрофона. Позже, вы изучаете, как удалить этот шум так, чтобы только речь пилота услышали.
В этой теме вы используете блок Digital Filter Design, чтобы создать низкочастотный шум, который моделирует шум ветра в кабине:
Откройте модель путем ввода
в командной строке MATLAB®. Эта модель содержит блок Scope, который отображает исходную синусоиду и синусоиду с белым добавленным шумом.
Откройте библиотеку DSP System Toolbox™ путем ввода
dsplibв командной строке MATLAB.Преобразуйте белый шум в низкочастотный шум путем введения блока Digital Filter Design в модель. В сценарии самолета воздух, передающий по фюзеляжу, создает белый шум, который измеряется датчиком. Случайный Исходный блок моделирует этот шум. Фюзеляж самолета преобразует этот белый шум в низкочастотный шум, тип цветного шума, который слышат в кабине. Этот шум содержит только определенные частоты и больше затрудняет, чтобы устранить. В этом примере вы моделируете низкочастотный шум использование блока Digital Filter Design. Этот блок использует функциональность Инструмента Создания фильтра и Анализа (FDATool), чтобы спроектировать фильтр.
Дважды кликните библиотеку Filtering, и затем дважды кликните подбиблиотеку Filter Implementations. Перетащите блок Digital Filter Design в свою модель.
Установите параметры блоков Создания цифровых фильтров проектировать фильтр lowpass и создавать низкочастотный шум. Откройте диалоговое окно параметров блоков путем двойного клика по блоку. Установите параметры можно следующим образом:
Response Type =
LowpassDesign Method = FIR и, из списка, выбирает
WindowFilter Order = Specify order и вводит
31Scale Passband — Очищенный
Window =
HammingUnits =
Normalized (0 to 1)wc =
0.5
На основе этих параметров, блочные конструкции Создания цифровых фильтров КИХ-фильтр lowpass с 32 коэффициентами и частотой среза 0,5. Блок умножает ответ временного интервала вашего фильтра по 32 демонстрационным Окнам Хэмминга.
Нажмите Design Filter в нижнем центре диалогового окна, чтобы просмотреть ответ величины вашего фильтра в панели Magnitude Response. Диалоговое окно Digital Filter Design должно теперь выглядеть похожим на следующую фигуру.
Вы теперь спроектировали цифровой фильтр lowpass с помощью блока Digital Filter Design.
Можно экспериментировать с блоком Digital Filter Design для того, чтобы спроектировать собственный фильтр. Для получения дополнительной информации о функциональности блока смотрите страницу с описанием блока Digital Filter Design.
Добавьте цифровой фильтр в свою модель
В этой теме вы добавляете, что lowpass фильтрует вас спроектированный в Проекте Цифровой фильтр в Simulink к вашей блок-схеме. Используйте этот фильтр, который преобразует белый шум в цветной шум, чтобы симулировать низкочастотный шум ветра в кабине:
Если модель, вы создали в Проекте Цифровой фильтр в Simulink, не открыта на вашем рабочем столе, можно открыть эквивалентную модель путем ввода
в командной строке MATLAB.
Включите блок Digital Filter Design в свою блок-схему путем размещения его между Случайным Исходным блоком и блоком Sum.
Запустите свою модель и просмотрите результаты в окне Scope. Это окно показывает исходный входной сигнал и сигнал с низкочастотным шумом, добавленным к нему.
Вы теперь создали цифровой фильтр и использовали его, чтобы смоделировать присутствие цветного шума в вашем сигнале. Это походит на моделирование низкочастотного шума достижение микрофона в кабине самолета. Теперь, когда вы добавили шум в свою систему, можно экспериментировать с методами, чтобы устранить его.