Реферат по предмету "Физика"


Графический и расчётный синтез сложной кривой по её амплитудному и фазовому спектру

Контрольная работа
«Графический и расчётныйсинтез сложной кривой по её амплитудному и фазовому спектру»

Введение
 
В данномзадании мы познакомимся с простыми колебаниями (колебания гармоник), атакже со сложными (суммирующая) колебаниями. Простое колебание (гаомоническое)графически выражается синусоидой. Синусоида, в свою очередь, являетсяотражением движения по окружности. Характеризуется: периодом, частотой,амплитудой, начальной фазой.
Цель задания: ознакомление с двумяспособами синтеза сложной кривой: графическим и цифровым. Графический ицифровой синтез сложного колебания по заданным значениям его гармоник (амплитуда,начальная фаза). В конечном итоге заданное периодическое колебание будетпредставлено в виде суммы его гармоник (также синусоидальных колебаний).
синтез графический цифровой колебание
Y(t)=Y1(t)+ Y2(t)+ … + Yk(t),
Где Y1(t), Y2(t), …, Yk(t) – величина отклоненияколеблющейся частицы каждого простого колебания, из которых состоит сложноеколебание (в момент времени t). Таким образом, можно синтезировать кривуюсложного колебания графическим способом.
Но можно иматематическим способом, с помощью теоремы Фурье:
 
Y(t)=Y1sin(ω1t+φ1)+ Y2sin(ω2t+φ2)+ … + Yksin(ωkt+φk)
Где Y1, Y2, …, Yк соответствующиеамплитуды гармоник
ω1, ω2, …, ωк – круговые частотыгармоник
φ1, φ2, …, φk – начальные фазыколебаний
Сложноепереодическое колебание состоит из гармоник, частоты которых кратны частотепервой гармоники (основного тона). Высокие гармоники, начиная со второй,называются обертонами, которые не всегда могут являться гармониками, еслипериод их колебаний не укладывается в периоде основного тона целое число раз.
В даннойработе мы будем синтезировать кривую сложного колебания графическим способом.Чем меньше мы возьмем шаг отсчета во времени Δt, тем точнее мы сможемпостроить кривую.

1.Графический синтез сложной кривой
Даныпараметры сложных колебаний, состоящих из трех гармоник:
1.1Методика графического синтеза сложной кривой
 
Все гармоники необходимостроить учитывая их порядковый номер, так, как частота зависит от порядковогономера.
Методикаграфического синтеза сложной кривой заключается в построении графиковсинтезируемых гармоник на миллиметровой бумаге, измерении длины отрезков вместах выборки, а после – нахождении суммы и начертании искомой кривой.
Таблица 1.K 1 3 4
Y1K 50 40 30
Y2K 50 45 60
φ1k 90 180
φ2k 90 180
Где k – номер гармоники
Yk – амплитуда k – той точки
φk – начальная фаза k – той гармоники
1.2 Описаниепроцедуры графического синтеза
Используятеорему Котельникова, говорящую о том, что всякую кривую можно представить ввиде суммы кривых, т.е. дискретизировать в частотном пространстве, строим этикривые.
По осивремени t через равные промежутки времени Δt отметим точки (шагдискретизации). Возьмем шаг отсчета равный 1 см и в каждой точке измеримзначения y(t) каждой из функций. Запишем их в таблицы 2 и 3.
Намиллиметровой бумаге откладываем фазы колебаний и соответствующие им значенияамплитуд. Соединяя полученные точки, вычерчиваем графики колебаний заданныхгармоник.
Изполучившихся графиков простых колебаний складывая алгебраически значенияамплитуд в соответствующих фазах колебаний мы получаем результирующую кривуюсложного колебания.

2.Цифровой синтез сложной кривой
 
2.1Методика цифрового синтеза сложной кривой
 
Все гармоники необходимостроить учитывая их порядковый номер, так, как частота зависит от порядковогономера.
Методикаграфического синтеза сложной кривой заключается в построении графиковсинтезируемых гармоник на миллиметровой бумаге, измерении длины отрезков вместах выборки, а после – нахождении суммы и начертании искомой кривой.
Процесс методикизаключается в том, что:
Во-первых,нужно определить шаг дискретизации (на графике выраженный в сантиметрах),найти точки, в которых будет производиться выборка отдельно для каждойгармоники и перевести их координаты в градусы;
Во-вторых,рассчитать в этих точках значение каждой синусоиды по формуле:
YKι=YK·sin(ακι·ι+αι)
 
В-третьих, для получениярезультирующей кривой суммируем для каждой выборки численные значения всехсоставляющих.
Результаты заносим втаблицу.
2.2 Расчеты сложногоколебания
Таблица 2.
K
1
3
4
Σ
 
T
Y1k
Y1k
Y1k 40 40 1 7 34 -5 36 2 12,5 19,5 -10 22 3 19 15 -15 19 4 30 10 -21,5 18,5 5 36,5 5 -26,5 15 6 43 -30 13 7 48,5 -5 -26,5 12 8 50 -10 -21,5 18,5 9 48,5 -15 -15 18,5 10 43 -19,5 -10 13,5 11 36,5 -34 -5 -2,5 12 30 -40 -10 13 19 -34 5 -10 14 12,5 -19,5 10 3 15 7 -15 15 7 16 -10 21,5 11,5 17 -7 -5 26,5 14,5 18 -12,5 30 17,5 19 -19 5 26,5 2,5 20 -30 10 21,5 1,5 21 -36,5 15 15 -6,5 22 -43 19,5 10 -13 23 -48,5 34 5 -9,5 24 -50 40 -10 25 -48,5 34 -5 -19,5 26 -43 19,5 -10 -33,5 27 -36,5 15 -15 -36,5 28 -30 10 -21,5 -41,5 29 -19 5 -26,5 -40,5 30 -12,5 -30 -42,5 31 -7 -5 -26,5 -38,5 32 -10 -21,5 -31,5 33 7 -15 -15 -23 34 12,5 -19,5 -10 -17 35 19 -34 -5 -20 36 30 -40 -10 37 36,5 -34 -5 -2,5 38 43 -19,5 -10 -13,5 39 48,5 -15 -15 18,5 40 50 -10 -21,5 18,5 41 48,5 -5 -26,5 17 42 43 -30 13 43 36,5 5 -26,5 15 44 30 10 -21,5 18,5 45 19 15 -15 19 46 12,5 19,5 -10 22 47 7 34 -5 36 48 40 40
Таблица 3.
K
1
3
4
Σ
 
T
Y1k
Y1k
Y1k 45 45 1 7 39 -43 3 2 12,5 19 -60 -28,5 3 19 -43 -24 4 30 -19 11 5 36,5 -39 43 40,5 6 43 -45 60 58 7 48,5 -39 43 52,5 8 50 -19 31 9 48,5 -43 5,5 10 43 19 -60 2 11 36,5 39 -43 32,5 12 30 45 75 13 19 39 43 101 14 12,5 19 60 91,5 15 7 43 50 16 19 19 17 -7 39 -43 -11 18 -12,5 45 -60 -27,5 19 -19 39 -43 -23 20 -30 19 -11 21 -36,5 43 6,5 22 -43 -19 60 -2 23 -48,5 -39 43 44,5 24 -50 -45 -95 25 -48,5 -39 -43 -130,5 26 -43 -19 -60 -122 27 -36,5 -43 -79,5 28 -30 -19 -49 29 -19 -39 43 -15 30 -12,5 -45 60 2,5 31 -7 -39 43 -3 32 -19 -19 33 7 -43 -36 34 12,5 19 -60 -28,5 35 19 39 -43 15 36 30 45 75 37 36,5 39 43 118,5 38 43 19 60 122 39 48,5 43 91,5 40 50 19 69 41 48,5 39 -43 32,5 42 43 45 -60 28 43 36,5 39 -43 32,5 44 30 19 49 45 19 43 62 46 12,5 -19 60 53,5 47 7 -39 43 11 48 -45 -45
 

Заключение
В результатеграфического синтеза были получены результирующие колебания двух периодическихсигналов. Периоды этих результирующих колебаний равны периодам колебаний первыхгармоник (основного тона). При постоянных амплитудах трех гармоник изменялисьзначения фаз, такое изменение привело к значительному изменению формы второйрезультирующей кривой (максимальное значение Y2K=122 мм) посравнению с первой (максимальное значение Y1K=40 мм). Также присравнении результатов графического синтеза видно, что если результирующееколебание с фазовыми изменениями гармоник коренным образом меняет форму кривой,то амплитудные изменения влияют только на амплитуду результирующего колебания.


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.

Сейчас смотрят :

Реферат 10 Кредитная деятельность мвф
Реферат Відносини академічної й прикладної науки Типи соціальних психологів
Реферат The Bell Jar And Catcher In The
Реферат Построение линии пересечения 2-х конусов и цилиндра
Реферат Розробка автоматизованої системи обліку працівника бібліотечного фонду коледжу УДАУ
Реферат Адсорбция и поверхностное осаждение кадмия на гематите
Реферат Мюнхенська трагедія 1938 року
Реферат Кризис конца 1998 года. Экономико-политические аспекты.
Реферат Мова рідна, слово рідне
Реферат Аналіз регуляторного впливу проекту регуляторного акту – рішення міської ради
Реферат Espionage Essay Research Paper Many people just
Реферат Шолохов Донские рассказы
Реферат Утилизация обжиговой пыли для получения цемента
Реферат Teen Pop Sensationstrue Talent Essay Research Paper
Реферат Современные программные средства, используемые в процессе создания документов