Taller de SIMULINK y Procesamiento de Señales. Dr. Javier Vega Pineda IEEE Member

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Julio Villanueva Camacho
hace 8 años
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1 Taller de SIMULINK y Procesamiento de Señales Dr. Javier Vega Pineda IEEE Member

2 JEAN BAPTISTE JOSEPH FOURIER ( )

3 SIMULINK Es una extensión de Matlab para: Modelar, Simular y Analizar sistemas dinámicos. Un sistema dinámico es un sistema cuyas salidas cambian con el tiempo.

4 SIMULINK El modelado, simulación y análisis se hace mediante MODELOS formados por diagramas de bloques e interfaces gráficas de usuarios (GUIs). El reto es saber describir el problema a modelar con el conjunto de bloques funcionales con que cuenta Simulink

5 Que podemos modelar? Sistemas continuos Sistemas discretos Sistemas híbridos Ejemplos: circuitos eléctricos y electrónicos analógicos sistemas electrónicos digitales sistemas mecánicos sistemas de Procesamiento Digital de Señales (DSP) y muchos otros tipos de sistemas

circuitos eléctricos y electrónicos analógicos sistemas

6 Diagramas de bloques Describimos un sistema mediante diagramas de bloques Bloque. Elemento primario del sistema Señal. Indican las relaciones entre los bloques Son diagramas de bloques en base al tiempo. Nos muestra como el sistema evoluciona con el tiempo.

Indican las relaciones entre los bloques Son diagramas de

7 Ejemplo: El modelo de un ecualizador adaptivo LMS

8 Creando Modelos Editor para crear y modificar los diagramas de bloques: insertar, conectar, desconectar, etc. Los bloques están arreglados en librerías (libraries o blocksets) Las librerías se acceden en el library browser

etc. Los bloques están arreglados en librerías

9 Bloques Los bloques son sistemas dinámicos (simples o complicados) La interfaz a un bloque: Puertos de entrada y salida para la conexión de señales Parámetros que permiten controlar la funcionalidad del bloque puertos de entrada Parámetros puertos de salida

salida para la conexión de señales Parámetros que permiten

10 Estados En la simulación el estado del sistema se representa por un conjunto de variables entradas {estados} sistema dinámico salidas Los estados pueden ser CONTINUOS o DISCRETOS: Un estado Discreto tiene un valor asociado en cada paso de tiempo Un estado Continuo tiene un valor en cada paso de tiempo Y una tasa de cambio en cada paso de tiempo.

o DISCRETOS: Un estado Discreto tiene un valor asociado en cada paso de tiempo Un

11 Simulación de sistemas dinámicos Se refiere al cómputo de todos los estados y salidas es un lapso de tiempo El simulador progresa por una serie de pasos de tiempo En cada paso de tiempo los estados y salidas de cada bloque del modelo son actualizados En Simulink son tres fases: Compilación preparación inicial del modelo para simulación Link (enlace) asigna las estructuras de datos necesarias Lazo de Simulación evalúa estados y salidas durante el tiempo de simulación

modelo son actualizados En Simulink son tres fases: Compilación preparación inicial del modelo para simulación Link

12 Análisis en el Dominio de la Frecuencia Series de Fourier Las series de Fourier pueden usarse para descomponer una señal periódica en una suma de ondas seno a una frecuencia fundamental y múltiplos de la fundamental (armónicos) Implementar el modelo siguiente: s(t)=1000 sen (2π 1000t)

de ondas seno a una frecuencia fundamental y múltiplos de la

13 Analizador de espectros La transformada de Fourier!!!!! (FFT)

14 Frecuencia, Hz Señal cuadrada por Series de Fourier Sumar 9 señales sinusoidales: Amplitud 1 1/3 1/5 1/7 1/9 1/11 1/13 1/15 1/17 Agregar un analizador de espectros (spectrum scope)

1300 1500 1700 Amplitud 1 1/3 1/5 1/7 1/9 1/11 1/13

15 Señal cuadrada por Series de Fourier Frecuencia, Hz Amplitud 1 1/3 1/5 1/7 1/9 1/11 1/13 1/15 1/17

16 Análisis de frecuencia en Tiempo Real Se usa una señal que barre (sweep) la frecuencia Observe la Longitud del buffer y Traslape del buffer [Buffer size; Buffer overlap] del Spectrum Scope

17 Barrido y ruido Buffer size=128; Buffer overlap=64 Buffer size=4096; Buffer overlap=2048

18 Series de Fourier de una señal triangular

19 Señal analógica y señal digital (señal continua y señal discreta) Señal continua o analógica Señal discreta o digital Convertidor Análogo Digital ADC Fs = Frecuencia de Muestreo = 1 /Ts

20 Transformada Discreta de Fourier de N puntos a N/2 puntos de frecuencia Número de muestras por periodo, N=20 DFT

21 Bins (tramos) de frecuencia y Resolución En la DFT de N muestras de datos en el tiempo, la resolución en frecuencia se calcula como Fs/N Esto significa que la distancia entre muestras de frecuencia es Fs/N La frecuencia más pequeña o mínima que puede representar un periodo completo de N muestras del periodo, es: f = 1 = NTs Fs N Si N=20 y Fs=10,000 Hz, que sucede con la señal en tiempo y frecuencia?

22 Distorsión armónica por recortado

23 Distorsión armónica por recortado Señal analógica Señal cuantificada Señal cuantificada y recortada

24 Filtros Digitales Signal Processing Blockset / Filtering / Filter Designs / Digital Filter Design

25 Filtros Digitales

26 Filtros Digitales Cuantificada Original Cuantificada y filtrada

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