操稳仿真实验报告 本文关键词：仿真，实验，报告
操稳仿真实验报告 本文简介：西安交通大学汽车试验学实验报告实验名称汽车操稳性仿真学院机械工程学院班级车辆01班学号10015020姓名王放日期2013/6/20汽车操稳性仿真实验报告一、实验目的1.了解和掌握汽车操纵稳定性试验条件、试验规程、数据处理方法及试验仪器设备2.熟悉掌握Adams/Car软件的应用并能实际操作完成汽车
操稳仿真实验报告 本文内容：
西安交通大学
汽车试验学实验报告
实验名称
汽车操稳性仿真
学
院
机械工程学院
班
级
车辆01班
学
号
10015020
姓
名
王
放
日
期
2013/6/20
汽车操稳性仿真实验报告
一、实验目的
1.
了解和掌握汽车操纵稳定性试验条件、试验规程、数据处理方法及试验仪器设备
2.熟悉掌握Adams/Car软件的应用并能实际操作完成汽车操稳性仿真的全过程。
二、实验器材
Adams软件，计算机一台
三、实验步骤
（一）回正性仿真
回正性试验本质是一种方向盘阶跃仿真实验，在回正性仿真试验时，首先执行转弯行驶达到设定的稳态条件，然后将方向盘闭环控制解除，模拟试车员突然松开方向盘以研究汽车在回正力作用下的响应：分析的重点是横摆加速度等变量恢复直线行驶状态时的过渡特性。
1.设置仿真
单击File→Open→Assembly。
在Assembly
Name文本框内单击右键，指向Search（搜索）并选择/assemblies.tbl。
双击MIDI_Demo_Vehicle.asy。
单击OK按钮。
单击Simulate→Full-Vehicle
Analysis→Cornering
Events→Cornering
w/Steer
Release。
按照图示填写对话框。
单击OK，通过Z+左键以及T+左键的调整得到下图。
2.动画处理
按F8进入ADAMS/Postprocessor后处理器界面，选择Animation。
在屏幕上右键，选择Load
Animation。
选择test1_car，单击OK。
点击中的可以播放动画。
录制动画之前要先设定工作目录。从后处理菜单栏选择File>Select
Directory，选定自己的ADAMS
工作目录。
在动画控制栏里选择Record
选项，设置按默认值。
点击开始录制，再点击开始播放，动画开始后选择自己想要的截止的时机，再次按后录制结束。则该动画被保存到自己设定的工作目录里。
3.仿真曲线
在ADAMS/Postprocessor后处理器界面，选择Plotting。
选择test1_car→condition_sensors→steering_wheel_angle。
得到如下曲线。
选择test1_car→chassis_velocities→longitudinal。
得到如下曲线。
选择test1_car→chassis_accelerations→lateral。
得到如下曲线。
（二）收油门转弯仿真
该仿真试验车辆在稳态回转时突然抬起油门踏板，使油门开度为0；然后以设定的角速度继续向回转圆内转向直至汽车的纵向速度小于2.5m/s。仿真分为两个阶段执行，第一阶段在圆环形车道上将车辆加速，使车辆产生设定的侧向加速度，作为收油门转弯试验前的稳态条件；第二阶段关闭油门，发动机怠速或反牵引转速，然后以设定的角速度转动方向盘使汽车的回转半径逐步减小直到仿真结束。
1.设置仿真
单击Simulate→Full-Vehicle
Analysis→Cornering
Events→Lift-Off
Turn-In。
按照图示填写对话框。
单击OK，通过Z+左键以及T+左键的调整得到下图。
2.动画处理
按F8进入ADAMS/Postprocessor后处理器界面，选择Animation。
在屏幕上右键，选择Load
Animation。
选择example_1ti，单击OK。
点击中的可以播放动画。
录制动画之前要先设定工作目录。从后处理菜单栏选择File>Select
Directory，选定自己的ADAMS
工作目录。
在动画控制栏里选择Record
选项，设置按默认值。
点击开始录制，再点击开始播放，动画开始后选择自己想要的截止的时机，再次按后录制结束。则该动画被保存到自己设定的工作目录里。
3.仿真曲线
在ADAMS/Postprocessor后处理器界面，选择Plotting。
选择example_1ti→vas_streering_demand_data→value。
得到如下曲线。
选择example_1it→streering_displacements→angle_front。
得到如下曲线。
选择，单击，对曲线求导，得到如下曲线。
选择example_1it→vas_thorttle_demand_data→value。
得到如下曲线。
（三）弯道收油门仿真
弯道收油门仿真仅试验在稳态回转时油门突然关闭对车辆运动的影响，在关闭油门时，可以设置方向盘锁定或由驱动器调节转向值维持原转弯半径。从这种仿真中可以得到的车辆性能参数有航向偏移、纵向减速度、侧滑角、横摆角、倾斜角等。弯道收油门仿真对回转半径的变化比较敏感；仿真在收油门动作执行到位5s结束。
1.设置仿真
单击Simulate→Full-Vehicle
Analysis→Cornering
Events→Power-Off
Cornering。
按照图示填写对话框。
单击OK，通过Z+左键以及T+左键的调整得到下图。
2.动画处理
按F8进入ADAMS/Postprocessor后处理器界面，选择Animation。
在屏幕上右键，选择Load
Animation。
选择test_poc，单击OK。
点击中的可以播放动画。
录制动画之前要先设定工作目录。从后处理菜单栏选择File>Select
Directory，选定自己的ADAMS
工作目录。
在动画控制栏里选择Record
选项，设置按默认值。
点击开始录制，再点击开始播放，动画开始后选择自己想要的截止的时机，再次按后录制结束。则该动画被保存到自己设定的工作目录里。
3.仿真曲线
在ADAMS/Postprocessor后处理器界面，选择Plotting。
选择test_poc→vas_throttle_demand_data→value。
得到如下曲线。
（四）蛇形穿越
蛇形穿越原指在路面上直线竖立一系列的标竿，让汽车在两侧多次变速穿越行驶。为了在ADAMS中实现，首先必须指定路径和车速。为简化起见，对MDI_Demo_Vehilcle_It只作单速测试：计划使用事件建模器（Event
Builder）建立事件文件后再进行文件驱动仿真。
设车速65km/h，穿越中线间距30m，偏移距3m。
1.在标准界面打开模型MDI_Demo_Vehicle_It，启动Event
Builder。
单击File→Open→Assembly。
右键→Search→/assemblies.tbl。
选择MDI_Demo_Vehicle.asy，单击打开。
单击OK按钮。
单击Simulate→Full-Vehicle
Analysis→Event
Builder。
单击File→New。
新建事件文件wangfang，单击OK按钮激活Event
Builder主界面。
核对单位设置为meter、kilogram、newton、second、degree（默认值）。在全局参数设置部分，输入初始速度为18m/s，档位等于3，static
setup为等速直行（straight，纵向加速度为零），其他默认。
2.定义微操纵
由于试验实际上只需要操作纵转向，用一个微操纵即可定义。按顺序定义转向、油门、制动、离合器、结束条件，转向的控制使用mechine+path
map。
单击Path
Map
Table
Editor进入行驶轨迹编辑器，输入如下XY坐标。
输入完成后单击redraw→fit→OK。
油门、制动控制车速维持初速度，档位和离合器采用开环控制，档位在整个微操纵期间不变，Contorl
Value为3档；离合器保持接合，Contorl
Value为0。
结束条件使用同时组成条件：满足侧向加速度等于0和纵向行驶距离大于250m。
所有选项卡设置完毕后单击保存按钮保存到当前工作目录，退出Event
Builder。
3.执行仿真
使用新建的wangfang.xml运行文件驱动仿真。单击Simulate→Full-Vencle
Analysis→File
Driven
Events。
右键→Browse。
单击OK按钮。得到下图。
按F8进入后处理。
单击wangfang→condition_sensors→yaw_angle，得到下面的曲线。
单击，再单击，单击曲线，得到下面的曲线。
单击wangfang→condition_sensors→roll_angle，得到下面的曲线。
单击，单击曲线，得到下面的曲线。
右键→Load
Animation
选择wangfang。
播放动画。
4.观察仿真结果
按F8键启动后处理模块，观察结果。
四、实验结果
（一）回正性仿真
（二）收油门转弯仿真
（三）弯道收油门仿真
（四）蛇形穿越
篇2：地震波观测系统的MATLAB仿真报告
地震波观测系统的MATLAB仿真报告 本文关键词：地震波，观测，仿真，报告，系统
地震波观测系统的MATLAB仿真报告 本文简介：地震波观测系统的MATLAB仿真课程名称数字信号处理实验项目题目6地震波观测系统的MATLAB仿真指导教师赵双琦学院光电信息与通信工程_专业电子信息工程班级/学号学生姓名课设时间2011-12-28至2012-1-509级“数字信号处理课程设计”任务书题目6地震波观测系统的MATLAB仿真主要内容掌
地震波观测系统的MATLAB仿真报告 本文内容：
地震波观测系统的MATLAB仿真
课程名称
数字信号处理
实验项目
题目6
地震波观测系统的MATLAB仿真
指导教师
赵双琦
学
院
光电信息与通信工程
_
专
业
电子信息工程
班级/学号
学生姓名
课设时间
2011-12-
28至2012-1-5
09级“数字信号处理课程设计”任务书
题目6
地震波观测系统的MATLAB仿真
主要
内容
掌握地震波观测系统的数字信号处理方法。实现宽频带系统的输出仿真到窄频带输出及地面运动恢复。
设计
要求
要求
以某地震台站记录的地震观测文件为例，选择合适滤波器揭示地面运动恢复和仿真的概念
步骤
1读取地震波观测文件数据，做出时域、频域图形。设计一个包含所有频率成分的宽频带滤波器，假定为宽频带地震仪，恢复地面运动。绘出滤波器频率特性、地面运动时域图。
2已知短周期窄带仪器的阻带边界频率为[0.01
4.5]Hz，通带边界频率为[0.1
3.8]Hz，通带波纹为1dB,阻带衰减20dB;
将宽频带仪器的输出仿真到短周期窄带仪器上；并与窄带仪器的输出进行比较（画图）。绘出窄带仪器的频谱图。
3长周期地震仪的窄带仪器用低通滤波器表示，其阻带边界频率为0.1Hz，通带边界频率为0.02Hz，通带波纹为1dB，阻带衰减为30dB，将宽频带仪器的输出仿真到长周期窄带仪器上；并与窄带仪器的输出比较。同步骤2作图。
主要仪
器设备
1、计算机1台，安装MATLAB软件
主要参
考文献
[美]数字信号处理——使用MATLAB[M].西安：西安交通大学出版社，2002.
课程设计进度计划（起止时间、工作内容）
本课程设计共安排6个题目，这是其中题目之一。整个课程设计共24学时，分1.5周安排，具体进度如下：
4学时
复习题目相关知识，掌握实现的原理；
12学时
用MATLAB语言实现题目要求；
4学时
进一步完善功能，现场检查、答辩；
4学时
完成课程设计报告。
课程设计开始日期
2011.12.26
课程设计完成日期
2012.1.6
课程设计实验室名称
信号与信息处理实验室
地
点
实验楼3-603、605
资料下载地址
http://59.64.74.111/实践环节/数字信号处理课程设计
目录
摘要-
4
-
正文-
4
-
一、目的-
4
-
二、原理-
4
-
三、要求-
5
-
四、步骤-
5
-
五、程序实现-
6
-
实验结果-
12
-
六、体会-
15
-
参考文献-
15
-
摘要
本文的目的是实现地震波观测系统的MATLAB仿真。一个线性系统y(t)=h(t)*x(t)，x(t)为地面运动，h(t)为系统的冲击响应，y(t)为系统输出。根据卷积定理，有Y（ω）=H(ω)X(ω)。由地震波观测文件数据y（t），再设计一个宽频带滤波器h（t），就可以恢复地面运动x（t）。对于短周期地震仪，其系统函数为H1（w），对于输入地面运动x（t），有Y1(ω)=H1(ω)X（ω），我们可以推导出Y1（w）=H1(w)Y(w)/H(w)，再对Y1（w）作ifft就可以实现宽频带仪器到短周期窄带仪器的仿真。同样，对长周期地震仪，其系统函数为H2（w），我们也可以得到Y2（w）=H1(w)Y(w)/H(w)，然后对Y2（w）作ifft实现仿真。椭圆滤波器、巴特沃斯滤波器和切比雪夫滤波器的设计都很简单，只要滤波器的指标没问题，调用相应的函数就能实现。仿真的结果请参考本文的正文部分。
正文
一、目的
运用所学数字信号处理的基本知识，掌握地震波观测系统的数字信号处理方法。实现宽频带系统的输出仿真到窄频带输出及地面运动恢复。
二、原理
对于一个线性系统，可以用它的系统函数或脉冲响应来表示
y(t)=h(t)*x(t)
①
式中，x(t)为输入信号，相当于地震观测系统的地面运动；y(t)为系统的输出，相当于地震观测系统的地震记录；h(t)为系统的冲击响应。在频率域内，根据卷积定理，该式可以表示为
Y（ω）=H(ω)X(ω)
②
式中，H(ω)为系统的传递函数，
X(ω)、
Y（ω）为x(t)、y(t)的傅里叶变换。
设想一个频带范围很宽的线性系统，如宽频带地震仪，其系统函数为H(ω);另一个频带较窄的系统，如短周期地震仪，其系统函数为H1(ω)，对于同样的输入X(ω)有
Y(ω)=H(ω)X(ω),Y1(ω)=H1(ω)X（ω）
③
式中，Y1(ω)为频带较窄的系统记录的频谱；H1(ω为频带较窄系统的传递函数。由式③可得
H1(ω)
Y(ω)
Y1(ω)=
H(ω)
④
将上式变换到时间域就得到频带较窄系统的输出y1(t)。也就是说，如果知道宽频带和窄频带系统的传递函数H(ω)和
H1(ω)，原则上可以从宽频带系统的输出推测出窄频带系统的输出。但如果我们知道窄频带系统输出及其两种系统的传递函数，却无法得到宽频带系统的输出。这样就使得我们在记录某种信号时采用宽频带记录，然后仿真到各种窄频带的记录仪器上对信号进行分析。
如果已知地震仪的输出和地震仪的传递函数，我们可以求出地面运动为
X（ω）=
Y(ω)/
H(ω)
⑤
三、要求
以某地震台站记录的地震观测文件为例，选择合适滤波器揭示地面运动恢复和仿真的概念
四、步骤
1、
读取地震波观测文件数据，做出时域、频域图形。设计一个包含所有频率成分的宽频带滤波器，假定为宽频带地震仪，恢复地面运动。绘出滤波器频率特性、地面运动时域图。
2、
已知短周期窄带仪器的阻带边界频率为[0.01
4.5]Hz，通带边界频率为[0.1
3.8]Hz，通带波纹为1dB,阻带衰减20dB；将宽频带仪器的输出仿真到短周期窄带仪器上；并与窄带仪器的输出进行比较（画图）。绘出窄带仪器的频谱图。长周期地震仪的窄带仪器用低通滤波器表示，其阻带边界频率为0.1Hz，通带边界频率为0.02Hz，通带波纹为1dB，阻带衰减为30dB，将宽频带仪器的输出仿真到长周期窄带仪器上；并与窄带仪器的输出比较。同步骤2作图。
五、程序实现
close
all,clear
all,clc
load
hns.dat
;
%读取数据序列
Xt=hns;
%把数据赋值给变量
Fs=50;
%设定采样率
单位(Hz)
dt=1/Fs;
%求采样间隔
单位(s)
N=length(Xt);
%得到序列的长度
t=[0:N-1]*dt;
%时间序列
Yf=fft(Xt);
%对信号进行快速Fourier变换(FFT)
figure(1);
subplot(2,1,1),plot([0:N-1]/Fs,Xt);
%绘制原始值序列
xlabel(
时间/s
),title(
时间域
);
grid
on;
subplot(2,1,2),plot([0:N-1]/N*Fs,abs(Yf));%绘制信号的振幅谱
xlabel(
频率/Hz
),title(
幅频图
);
ylabel(
振幅
);
xlim([0
2]);
%频率轴只画出2Hz频率之前的部分
grid
on;
%----------设计一个切比雪夫1型宽频带滤波器，假定为宽频带地震仪---------------
ws=[0.00001
25.0]*2/Fs;
%阻带边界频率（归一化频率）
wp=[0.001
25.0]*2/Fs;
%通带边界频率（归一化频率）
Rp=1;Rs=20;Nn=513;
%通带波纹和阻带衰减以及绘制频率特性的数据点数
[Order,Wn]=cheb1ord(wp,ws,Rp,Rs);%求取数字滤波器的最小阶数和归一化截止频率
[b,a]=cheby1(Order,Rp,Wn);
%按最小阶数、截止频率、通带波纹和阻带衰减设计滤波器
figure(2);
[H,f]=freqz(b,a,Nn,Fs);
%按传递函数系数、数据点数和采样频率求得滤波器的频率特性
y1=filtfilt(b,a,Xt);
subplot(2,1,1),plot(f,20*log10(abs(H)));
%画出宽带滤波器的幅频特性
xlabel(
/lambda
);ylabel(
A(/lambda)/db
);
title(
宽频带滤波器幅频特性
);grid
on;
subplot(2,1,2),plot(f,angle(H))
%画出宽带滤波器的相频特性
xlabel(
频率/Hz
);ylabel(
相位/^o
);title(
宽频带滤波器相频特性
);grid
on;
%已知宽频带地震仪的频率特性,恢复地面运动
[H,f]=freqz(b,a,N,Fs,whole
);
%得到地震仪的特性
Xf=zeros(1,N);
for
i=1:N
if
(H(i)>1.0e-4)
Xf(i)=Yf(i)./H(i);
%得到地面运动的频率域表示
end
end
figure(3);
xt=real(ifft(Xf));
%得到地面运动
subplot(2,1,1);
plot(t,xt,r
);
xlabel(
时间/s
);
ylabel(
振幅
);
title(
地面运动时域图
);
grid
on;
subplot(2,1,2);
plot(t,Xt,g
);
xlabel(
时间/s
);
ylabel(
振幅
);
title(
原始信号
);
grid
on;
%设计一个椭圆宽带滤波器，假定为宽频带地震仪
ws=[0.00001
25.0]*2/Fs;wp=[0.001
25.0]*2/Fs;
%通带和阻带边界频率（归一化频率）
Rp=1;Rs=50;Nn=512;
%通带波纹和阻带衰减以及绘制频率特性的数据点数
[Order,Wn]=ellipord(wp,ws,Rp,Rs);
%求取数字滤波器的最小阶数和归一化截止频率
[b,a]=ellip(Order,Rp,Rs,Wn);
%按最小阶数、截止频率、通带波纹和阻带衰减设计滤波器
figure(4)
[H,f]=freqz(b,a,Nn,Fs);
%按传递函数系数、数据点数和采样频率求得滤波器的频率特性
subplot(2,1,1),plot(f,20*log10(abs(H)))
xlabel(
频率/Hz
);ylabel(
振幅/dB
);grid
on;
subplot(2,1,2),plot(f,180/pi*unwrap(angle(H)))
xlabel(
频率/Hz
);ylabel(
相位/^o
);grid
on;
y=filtfilt(b,a,Xt);
%在宽带滤波器上的输出
figure(5)
subplot(2,1,1),plot(t,Xt)
xlabel(
时间/s
),title(
输入信号
);
ylabel(
振幅
);
grid
on;
subplot(2,1,2),plot(t,y)
xlabel(
时间/s
),title(
椭圆宽带滤波器输出信号
);
ylabel(
振幅
);
grid
on;
figure(6)
subplot(2,1,1),plot(t,y1,g
);
xlabel(
时间/s
),title(
切比雪夫1型宽频带滤波器输出信号
);
ylabel(
振幅
);
grid
on;
subplot(2,1,2),plot(t,y,r
)
xlabel(
时间/s
),title(
椭圆宽带滤波器输出信号
);
ylabel(
振幅
);
grid
on;
%--------仿真到长周期地震仪上，长周期地震仪用一个巴特沃思滤波器来表示----------
ws=0.1*2/Fs;wp=0.02*2/Fs;
%通带和阻带边界频率（归一化频率）
Rp=1;Rs=30;Nn=512;
%通带波纹和阻带衰减以及绘制频率特性的数据点数
[Order,Wn]=buttord(wp,ws,Rp,Rs);
%求取数字滤波器的最小阶数和归一化截止频率
[b,a]=butter(Order,Wn);
%按最小阶数、截止频率、通带波纹和阻带衰减设计滤波器
figure(7);
[H2,f]=freqz(b,a,Nn,Fs);
%按传递函数系数、数据点数和采样频率求得滤波器的频率特性
subplot(2,1,1),plot(f,20*log10(abs(H2)));
xlabel(
/lambda
);ylabel(
A(/lambda)/db
);title(
长周期窄带滤波器幅频特性
);grid
on;
subplot(2,1,2),plot(f,angle(H2));
xlabel(
频率/Hz
);ylabel(
相位/^o
);title(
长周期窄带滤波器相频特性
);grid
on;
figure(8);
y2=filtfilt(b,a,Xt);
%在窄带滤波器上的输出
[H2,f]=freqz(b,a,N,Fs,whole
);
%得到地震仪的特性
Yf2=zeros(1,N);
for
i=1:N
if
(abs(H2(i))>1.0e-4)
%为了防止H值太小将该频率的信号放大
Yf2(i)=Yf(i).*H2(i)./H(i);
%得到仿真结果
end
end
x2=ifft(Yf2);
subplot(2,1,1);
plot(t,y2,g
);
%绘制实际输出信号
xlabel(
时间/s
);
ylabel(
振幅
);
title(
长周期地震仪实际输出
);
grid
on;
subplot(2,1,2);
plot(t,real(x2),r
);
%绘制仿真输出信号
title(
长周期地震仪仿真输出
);
xlabel(
时间/s
);
ylabel(
振幅
);
grid
on;
%仿真到长周期地震仪上，长周期地震仪用一个窄带椭圆滤波器来表示
ws=0.1*2/Fs;wp=0.02*2/Fs;
%通带和阻带边界频率（归一化频率）
Rp=1;Rs=30;Nn=512;
%通带波纹和阻带衰减以及绘制频率特性的数据点数
[Order,Wn]=ellipord(wp,ws,Rp,Rs);
%求取数字滤波器的最小阶数和归一化截止频率
[b,a]=ellip(Order,Rp,Rs,Wn);
%按最小阶数、截止频率、通带波纹和阻带衰减设计滤波器
figure(9)
y1=filtfilt(b,a,Xt);
%在窄带滤波器上的输出
[H1,f]=freqz(b,a,N,Fs,whole
);
%得到地震仪的特性
XX1=zeros(1,N);
for
ii=1:N
if
(abs(H1(ii))>1.0e-4)
%为了防止H值太小将该频率的信号放大
XX1(ii)=Yf(ii).*H1(ii)./H(ii);
%得到仿真结果
end
end
x1=ifft(XX1);
subplot(1,2,1);
plot(t,y1);
title(
实际输出
);
xlabel(
时间/s
);
ylabel(
振幅
);
grid
on;
subplot(1,2,2);
plot(t,real(x1));
title(
仿真输出
);
xlabel(
时间/s
);
ylabel(
振幅
);
grid
on;
figure(10);
subplot(2,1,1),plot(t,y2,g
);
xlabel(
时间/s
),title(
巴特沃思滤波器滤波器输出信号
);
ylabel(
振幅
);
grid
on;
subplot(2,1,2),plot(t,y1,r
);
xlabel(
时间/s
),title(
椭圆宽带滤波器输出信号
);
ylabel(
振幅
);
grid
on;
%仿真到短周期地震仪上，短周期地震仪用一个窄带椭圆滤波器来表示
ws=[0.01
4.5]*2/Fs;wp=[0.1
3.8]*2/Fs;
%通带和阻带边界频率（归一化频率）
Rp=1;Rs=20;Nn=512;
%通带波纹和阻带衰减以及绘制频率特性的数据点数
[order,Wn]=ellipord(wp,ws,Rp,Rs);
%求取数字滤波器的最小阶数和归一化截止频率
[b,a]=ellip(order,Rp,Rs,Wn);
%按最小阶数、截止频率、通带波纹和阻带衰减设计滤波器
figure(11)
[H1,f]=freqz(b,a,Nn,Fs);
%按传递函数系数、数据点数和采样频率求得滤波器的频率特性
subplot(2,1,1),plot(f,20*log10(abs(H1)))
xlabel(
频率/Hz
);ylabel(
振幅/dB
);grid
on;
subplot(2,1,2),plot(f,180/pi*unwrap(angle(H1)))
xlabel(
频率/Hz
);ylabel(
相位/^o
);grid
on;
figure(12)
y1=filtfilt(b,a,Xt);
%在窄带滤波器上的输出
[H1,f]=freqz(b,a,N,Fs,whole
);
%得到地震仪的特性
XX1=zeros(1,N);
for
ii=1:N
%得到仿真结果
if
(abs(H1(ii))>1.0e-4)
XX1(ii)=Yf(ii).*H1(ii)/H(ii);
end
end
x1=ifft(XX1);
plot(t,y1,t,real(x1),r
)
%绘制输入信号
legend(
实际输出,仿真输出,1)
xlabel(
时间/s
);
ylabel(
振幅
);
grid
on;
%-------仿真到短周期地震仪上，短周期地震仪用一个切比雪夫2型滤波器来表示------
ws=[0.01
4.5]*2/Fs;wp=[0.1
3.8]*2/Fs;
Rp=1;Rs=20;Nn=512;
[Order,Wn]=cheb2ord(wp,ws,Rp,Rs);%求取数字滤波器的最小阶数和归一化截止频率
[b,a]=cheby2(Order,Rp,Wn);%按最小阶数、截止频率、通带波纹和阻带衰减设计滤波器
figure(13);
[H,f]=freqz(b,a,Nn,Fs);%按传递函数系数、数据点数和采样频率求得滤波器的频率特性
y3=filtfilt(b,a,Xt);
subplot(2,1,1),plot(f,20*log10(abs(H)));%画出宽带滤波器的幅频特性
xlabel(
/lambda
);ylabel(
A(/lambda)/db
);
title(
宽频带滤波器幅频特性
);
grid
on;
subplot(2,1,2),plot(f,angle(H))
%画出宽带滤波器的相频特性
xlabel(
频率/Hz
);ylabel(
相位/^o
);
title(
宽频带滤波器相频特性
);
grid
on;
figure(14);
subplot(2,1,1),plot(t,y3,g
);
xlabel(
时间/s
),title(
切比雪夫2型滤波器滤波器输出信号
);
ylabel(
振幅
);
grid
on;
subplot(2,1,2),plot(t,y1,r
);
xlabel(
时间/s
),title(
椭圆宽带滤波器输出信号
);
ylabel(
振幅
);
grid
on;
close
all,clear
all,clc
load
hns1.dat
;
%读取数据序列
Xt=hns1;
%把数据赋值给变量
Fs=50;
%设定采样率
单位(Hz)
dt=1/Fs;
%求采样间隔
单位(s)
N=length(Xt);
%得到序列的长度
t=[0:N-1]*dt;
%时间序列
Yf=fft(Xt);
%对信号进行快速Fourier变换(FFT)
figure(1);
subplot(2,1,1),plot([0:N-1]/Fs,Xt);
%绘制原始值序列
title(
P波
);
xlabel(
时间/s
),title(
时间域
);
title(
P波
);
grid
on;
subplot(2,1,2),plot([0:N-1]/N*Fs,abs(Yf));
%绘制信号的振幅谱
xlabel(
频率/Hz
),title(
幅频图
);
ylabel(
振幅
);
xlim([0
2]);
%频率轴只画出2Hz频率之前的部分
grid
on;
load
hns2.dat
;
%读取数据序列
Xt=hns2;
%把数据赋值给变量
Fs=50;
%设定采样率
单位(Hz)
dt=1/Fs;
%求采样间隔
单位(s)
N=length(Xt);
%得到序列的长度
t=[0:N-1]*dt;
%时间序列
Yf=fft(Xt);
%对信号进行快速Fourier变换(FFT)
figure(2);
subplot(2,1,1),plot([0:N-1]/Fs,Xt);
%绘制原始值序列
title(
S波
);
xlabel(
时间/s
),title(
时间域
);
title(
S波
);
grid
on;
subplot(2,1,2),plot([0:N-1]/N*Fs,abs(Yf));
%绘制信号的振幅谱
xlabel(
频率/Hz
),title(
幅频图
);
ylabel(
振幅
);
xlim([0
2]);
%频率轴只画出2Hz频率之前的部分
grid
on;
load
hns3.dat
;
%读取数据序列
Xt=hns3;
%把数据赋值给变量
Fs=50;
%设定采样率
单位(Hz)
dt=1/Fs;
%求采样间隔
单位(s)
N=length(Xt);
%得到序列的长度
t=[0:N-1]*dt;
%时间序列
Yf=fft(Xt);
%对信号进行快速Fourier变换(FFT)
figure(3);
subplot(2,1,1),plot([0:N-1]/Fs,Xt);
%绘制原始值序列
title(
面波
);
xlabel(
时间/s
),title(
时间域
);
title(
面波
);
grid
on;
subplot(2,1,2),plot([0:N-1]/N*Fs,abs(Yf));%绘制信号的振幅谱
xlabel(
频率/Hz
),title(
幅频图
);
ylabel(
振幅
);
xlim([0
2]);
%频率轴只画出2Hz频率之前的部分
grid
on;
实验结果
图1
切比雪夫1型宽频带滤波器与椭圆宽带滤波器输出信号对比
地面运动时域与原始信号对比
图2
输入信号与输出信号
图3
宽频带振幅与相位
图4
短周期窄带振幅与相位
图5
实际输出与仿真输出对比
图6
巴特沃夫长周期实际输出与仿真输出对比
图7
地震波面波、P波、S波幅频图
图8
长周期窄带滤波器幅频特性
长周期窄带滤波器相频特性
六、实验体会
通过这次实验，我进一步复习了数字信号处理关于滤波器的基础，也了解了理论和实际的不同。在我们身边处处都能看到数字信号处理的相关知识的应用，从语音的识别采集处理到地震波观测，这直观的证实了数字信号处理这门课程的重要性。
在这次实验中，我们在实际操作中加强实践能力，巩固了数字信号处理理论知识，培养了我们解决实际问题的能力，在设计过程中，提高我们的思考能力、动手能力。让我们在学习理论知识的同时，明白如何把这些应用于实际。
这次的课程设计让我认识到了自己的不足，也认识到了我们学习的基础知识究竟能运用于什么领域，如何运用。在老师和同学的耐心指导下我发现了自己在选择巴特沃斯、切比雪夫滤波器上的问题，经过修改和调试，终于得到了应有的效果，这让我看到了理论与实践相结合的优势与用处，让我受益匪浅。
参考文献
[1]焦瑞莉
罗倩
汪毓铎
顾奕.数字信号处理[M].机械工艺出版社.pp:184-195
[2]http://lgb.ougz.com.cn/html/auto/old/protel99/yyong1.htm
袁宇波.用Matlab和Protel设计微机保护中Butterworth模拟低通滤波器
[3]曾庆禹.电力系统数字光电量测系统的原理及技术[J].电网技术.2001.25(4)
pp:1-5
篇3：单个交换机VLAN划分基于仿真的网络实习报告
单个交换机VLAN划分基于仿真的网络实习报告 本文关键词：交换机，仿真，划分，实习报告，网络
单个交换机VLAN划分基于仿真的网络实习报告 本文简介：实验二单个交换机vlan的划分1.VLAN的原理VLAN(VirtualLan)是虚拟逻辑网络，交换机通过VLAN设置，可以划分为多个逻辑网络，从而隔离广播域。具有三层模块的交换机可以实现VLAN间的路由。2.实验需要的设备及ip地址为（1）一台交换机、四台pc机；（2）Pc0_vlan10——19
单个交换机VLAN划分基于仿真的网络实习报告 本文内容：
实验二
单个交换机vlan
的划分
1.
VLAN
的原理
VLAN(Virtual
Lan)是虚拟逻辑网络，交换机通过
VLAN
设置，可以划分为多个逻辑网络，
从而隔离广播域。具有三层模块的交换机可以实现
VLAN
间的路由。
2.实验需要的设备及
ip
地址为
（1）一台交换机、四台
pc
机；
（2）Pc0_vlan10——192.168.1.1
Pc1_vlan20——192.168.1.2
Pc2_vlan30——192.168.1.3
pc0_vlan40——192.168.1.4
3.
拓扑图：
4.实验结果：
实验三
vtp
server
交换机的配置
1.
vtp
原理：
（1）VTP(Vlan
Trunking
Protocol)是
VLAN
传输协议，在含有多个交换机的网络中，可以
将中心交换机的
VLAN
信息发送到下级的交换机中。中心交换机设置为
VTP
Server，下级
交换机设置为
VTP
Client。VTP
Client
要能学习到
VTP
Server
的
VLAN
信息，要求在同
一个
VTP
域，并要口令相同。
(2)VLAN
共享：如果要求某个
VLAN
与其他
VLAN
访问，可以设置
VLAN
共享或主附
VLAN。共享模式的
VLAN端口，可
以成为多个
VLAN的成员或同时属于多个
VLAN。在主附
VLAN
结构中，子
VLAN
与主
VLAN
可以相互访问，子
VLAN
间的端口不能互相访问。一般的
VLAN
间使用不同网络地址；主附
VLAN
中主
VLAN
和子
VLAN
使用同一个网络地址。
2.
实验目的：
通过
vtp
实验掌握
vtp
的原理
3.
实验拓扑图：
4.实验结果：
实验四
单臂路由配置
本实验接上一个实验，计算机和交换机的
IP
地址和网关不变，但要求交换机工作在两个
VLAN
的情况下，新创建的
vlan，一个是
vlan
2，另一个是
vlan
3.当交换机设置成两个
vlan
时，逻辑上已经成为两个网络，广播被隔离了。两个
vlan
的网络要通信，必须通过路由器，
如果接入路由器的一个物理端口，则必须有两个子接口分别与两个
vlan
对应，同时还要求与路由器相联的交换机的端口
f0/1
要设置为
trunk，因为这个口要通过两个
vlan
的数据包。
1.
实验目的：
通过实验掌握单臂理由的原理及应用，并且熟悉上次试验
vtp
原理。
2.
试验拓扑图：
3.实验结果：
实验五路由器的NAT
PAT
配置
PAT(Port
Address
Translate)是一种特殊动态
NAT，它用于将多个内部本地
IP
地址映射到一个公网
IP
的不同端口上。将原动态
nat
命令行地址池
pool
改变成为对外接口
s0/0，并在后边加上参数
overload。
1.
实验目的
（1）
掌握
PAT
的配置方法；
（2）
熟悉上几个实验的配置，并在其基础上给路由器配置PAT。
2.
实验拓扑图：
3.实验结果：
实验六三层交换机的配置
1.三层交换的概念
交换机是链路层设备，使用
MAC
地址，完成对帧的操作。
交换机的
IP
地址做管理用，交换机的
IP
地址实际是
VALN
的
IP。
一个
VLAN
一个广播域，不同
VLAN
的主机间访问，相当于网络间的访问，要通过路由实现。
不同
VLAN
间主机的访问有以下几种情况：
(1)两个
VLAN
分别接入路由器的两个物理接口。这是路由器的基本应用。
(2)两个
VLAN通过
trunk
接入路由器的一个物理接口，这
是应用于子接口的单臂路由。
1)通过
VLAN
的
IP
地址做网关，实现三层交换，要求设置
VLAN
的
IP
地址。
2)将端口设置在三层工作，要求端口设置
no
switchport，再设置端口的
IP
地址。
2.试验目的
通过试验掌握三层交换工作原理。
3.
实验拓扑图：
4、路由器
rip
配置
Router(config)#router
rip
Router(configrouter)#network
192.168.1.0
Router(configrouter)#network
192.168.2.0
Router(configrouter)#network
192.168.3.0
Router(configrouter)#Exit
4.实验结果：
实验
7
动态路由的配置
1
动态路由的原理
动态路由是指动态路由协议(如
RIP)自动建立路由表，当你去掉一条连线时，它会自动去掉其路由。路由器的每一个接口对应不同网络，而一条连接两个路由器连线的两个端点
IP
应该属于同一网络。
设置的
IP
地址时，如果路由器的其它端口已有这个网络了，则提示已有这个网络，
并显示对应的端口。如果是本端口可以覆盖。
2
实验目的
通过本次实验掌握
rip
协议的原理及应用。
3.
出实验拓扑图：
5.实验结果：
实验八访问控制列表配置
1.
拓扑图：
2.
ＡＣＬ访问控制列表配置：
Router>en
Router#onf
t
Router(config)#access-list
3
deny
172.19.0.2
0.0.0.255
Router(config)#access-list
3
permit
any
Router(config)#int
f0/0.20
Router(config-subif)#ip
access-group
3
out
3.实验结果：
实验九校园网络的配置
试验要求：(1)、把学生楼交换机设为
VTP
server，一区到四区的交换机设为
VTP
client，并且要求
client
交换机能学习到
server
上的
vlan。
(2)、在学生区路由器上做单臂路由，保证各区都能相互访问。
(3)、在学生区路由器上做
NAT（这里使用
PAT），保证内部一区到四区主机访问外部主机的时候统一使用地址转换。
(4)、在学生区路由器上使用
ACL（访问控制列表），限制一区主机和二区主机不能相互访问，其它的都能相互访问。
(5)、在核心交换机上设置访问控制列表，限制学生楼和教学楼相互访问，但它们都可以访问图文中心。
(6)、保证内部、外部所有主机都能访问服务器。
(7)、
保证内部所有主机都能访问外部主机。
一.
校园网络结构模拟方案
由于一般校园网的主干是基于双核心的三层交换机的网络架构，但在模拟环境中整体结构受到设备性能和数量的限制，所以模拟环境的核心层采用单核心结构，汇聚层采用路由器绑定二层交换机的方法来模拟三层交换，虽
然路由器绑定二层交换机不能达到三层交换机高速转发的效果，但本质上都是路由模块加二层转发模块。在实验室搭建校园网结构的环境，旨在通过实验来体会层次化架构和实现三层网络模型的思想。
二.
模拟网络环境
IP
地址分配方案
用户区域
IP
地址分配
设备接口的
IP
地址配置参数:
三.
校园网模拟环境结构图
四步骤：
（一）学生楼：
1.配置
VTP
（1）把学生楼交换机设为
server。
（2）把学生楼一区到四区的交换机设为client。
（3）把server交换机的所以端口设置为trunk。
（4）把client交换机连接server交换机的f0/2端口设为trunk。
（5）在VTP
server上创建4个vlan
：vlan10、vlan20、vlan30、vlan40。
（6）在client交换机上查看是否学习到vlan。
（7）
把学生一区
PC
添加到
vlan
10
把学生二区
PC
添加到
vlan
20
把学生三区
PC
添加到
vlan
30
把学生四区
PC
添加到
vlan
40
（8）查看端口是否添加到相应
vlan.
2.
学生楼路由器的配置
在该路由器上要配置的有：单臂路由的配置、NAT
的配置、ACL
访问控制列表的配置。
（1）先简单介绍一下这几种配置的用途:
1)
单臂路由的功能是实现不同
vlan
间
PC
的通信
2)
NAT
的功能是局域网所有的
PC
共用一个外部合法的
IP
上网
3)
ACL
的功能是限制某台
PC
访问某个网络或者某个
PC（或者限制某个网络访问某个网络或者某个PC）
(2)
配置单臂路由
(3）测试一下
vlan
间是否能够全部
ping
通
经过测试vlan间可以全部ping通。
（4）配置
NAT。
（5）使用
show
ip
nat
translations
命令查看
NAT
地址转换信息。
（6）配置
ACL
访问控制列表：
前面我们配置了单臂路由，这四个区的
PC
都
ping
得通，现在我们给路由器配置访问控制列表，禁止学生楼一区
PC
访问二区的
PC
，但可以访问三区、四区的
PC、二区的也可以访问三区、四区的
PC。
（7）测试上面的要求：
先在学生楼一区
PC
上分别
ping
二、三、四区的
PC，结果如下：
要求达到。
再在二区上
ping
一、三、四区，结果如下：
第二步也达到要求
证明试验成功。
3.三层交换机的配置：
在三层交换机上创建三个
vlan：
vlan
55、vlan66、vlan100
分别给这三个
vlan
添加
IP
地址，最后把接口添加到相应
vlan。
（1）.创建
vlan
（2）.添加
IP
（3）、把接口添加到
vlan
从服务器上
ping
三层交换机:
从服务器上
ping
学生区路由器:
（5）.给三层交换机添加动态路由协议rip
（6）.在学生楼上启用
rip
路由协议
从服务器上
ping
学生一区
PC
（7）在路由器上查看路由表:
4.
边界路由器和外部路由器的配置。
5.配置完毕后从一区的主机做一次系统的测试：ping
所有的主机,结果如下：
Ping自己：
Ping二区：
不通，因为有访问控制列表。
Ping三区：
Ping四区：
Ping服务器：
Ping外部主机：
（二）.
教学楼
1.进入教学楼交换机命令行配置
2.进入教学楼一区和二区交换机配置
3.进入教学楼路由器进行配置
4.进入核心交换机进行配置
5.在核心交换机上添加访问控制列表
(三)
图文中心的配置与教学楼配置完全一样
从学生楼
PC1
ping教学楼:
从学生楼
PC1
ping教学楼都没有通，符合实验要求。
从学生楼
PC1
ping图文中心：
从学生楼
PC1
ping图文中心可以ping通，符合实验要求。
