Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Порядок выполнения работы. Обработка данных с помощью линейной и сплайновой интерполяции






    Лабораторная работа № 7

    Обработка данных с помощью линейной и сплайновой интерполяции

     

    1. Цель: - Изучение способов интерполяции, т.е. перехода от дискретного описания функции к непрерывному, с помощью программ «Mathcad».

     

    Подготовка к работе

    Изучить по литературе [1] содержание страниц 397 и по лекции материал по обработке данных.

     

    Литература

    [1] - В.И.Каганов. Радиотехника плюс компьютер плюс «Mathcad». М.2001.

     

    Пояснения к работе

    При решении многих задач в радиотехнике исходная функция задается в табличной форме или по точкам. Вместе с тем, для дальнейшего анализа, необходимо знать значение функции при любом значении аргумента, а не только при некоторых его дискретных значениях. Данной цели служит процедура аппроксимации. При определении функции между узловыми точками, аппроксимация называется интерполяцией.

    «Mathcad» располагает двумя способами такой интерполяции: кусочно-линейной и более точной, называемой сплайновой.

    При кусочно-линейной интерполяции вычисление дополнительных точек выполняются по линейной зависимости. Эля этого используется функция «linterp» (VX, VY, x). Для заданных векторов VX и VY узловых точек и заданного аргумента x, функция «linterp» (VX, VY, x) возвращает значение функции при ее линейной аппроксимации. Графически это означает просто соединение узловых точек отрезками прямых.

    Сплайн-апроксимация производится отрезками кубических полиномов, проходящих через три смежные узловые точки. Коэффициенты полиномов рассчитываются так, чтобы непрерывными были первая и вторая производные. Для осуществления сплайн-апроксимации система «Mathcad» предлагает следующие функции:

    - cspline (VX, VY), - возвращает вектор VS вторых производных при приближении в опорных точках отрезками кубических полиномов;

    - pspline (VX, VY), - возвращает вектор VS вторых производных при приближении к опорным точкам отрезками парабол;

    - lspline (VX, VY), - возвращает вектор VS вторых производных при приближении к опорным точкам отрезками прямой;

    - interp (VS, VX, VY, x), - возвращает значение y(x) для заданных векторов VS, VX, VY и значение x.

    Сплайн-аппроксимация проводится в два этапа.

    Вначале с помощью функций cspline, pspline, или lspline отыскивается вектор вторых производных функции y(x), заданный векторами VX, VY ее абсцисс и ординат. Затем для каждой точки вычисляется y(x) с помощью функции interp.

     

    Порядок выполнения работы

    5.1 Произвести кусочно-линейную интерполяцию амплитудной характеристики усилителя, полученной экспериментально в дискретных точках (таблица 1)

     

    Таблица 1

    Uвх(В)   0, 05 0, 1 0, 2 0, 3 0, 4 0, 5 0, 6
    Uвых(В) 0, 001 0, 1 0, 2 0, 4 0, 5 0, 55 0, 57 0, 575

     

    В программной среде «Mathcad» исходная функция (Uвых = f (Uвх)) записывается в виде матрицы имеющей 8 строк и 2 столбца

     

    Далее требуется произвести сортировку значений функции по возрастанию значений аргумента (для данного примера, такая сортировка уже выполнена в таблице). Для этого следует обращение к встроенным функциям «f(x)» (например, на стандартной линейке). Сначала записывается

     

    V: =

     

    Затем открывается окно «f(x)», где выбирается категория функции – «сортировка» и имя функции – «сортировка по аргументу» (csort (v, o)).

    После щелчка по кнопке «ОК» получена запись

     

    V: = csort (v, o).

     

    Далее следует присвоить значениям аргумента значения 1-го столбца.

     

    X: = V,

     

    а значениям функции значения 2-го столбца.

     

    Y: = V,

     

    Для проведения кусочно-линейной интерполяции следует записать

     

    W(x): =

     

    и открыть окно встроенных функций (f(x)).

    В разделе категория функций следует выбрать название «интерполяция», а в разделе «имя функций» - «линейная» («linterp»)

    После щелкни по клавише «ОК», появится запись

     

    W: = interp (X, Y, x).

     

    Далее по правилам построения графиков, следует построить график зависимости

     

    W(x) = f(x)

     

    5.2 Выполнить кусочно-линейную интерполяцию вольт-амперной характеристики диода, заданной в дискретных точках (таблица 2).

     

    Таблица 2

    U (В)   0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
    I (mA)   0.2 0.5          

     

     

    5.3 Используя сплайн-интерполяции, построить графики зависимостей, приведенных в таблицах 1 и 2. Отличие в записи программы от пункта 5.1 заключается в следующем:

     

    - после записи векторов X: = V и Y: = V

    записывается

    S: =

     

    и открывается окно встроенной функции (f(x)), в которой в разделе «категория функций» выбирается «интерполяция», а в разделе «имя функции» - «cspline»;

    - после щелчка по клавише «ОК» появляется

    S: = cspline (▄, ▄)

    - вводятся аргумент X и функция Y;

    - записывается

    W(x): =;

    - обращение к f(x) и выбор категории «интерполяция»и имени «interp»;

    - щелчок по кнопке «ОК» дает:

     

    W(x): = interp (▄, ▄, ▄, ▄);

    - вводятся под знак функции S, X, Y, x.

     

    W(x): = interp (S, X, Y, x)

    -строится график функции

    W(x) = f(x).

     

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.