logo (068) 202 57 83     (095) 710 36 67
help
Заявка
help
Viber
help
Skype
email_icon
E-mail
Joomla Templates and Joomla Extensions by JoomlaVision.Com
Мы профессионально позаботимся о Вашей успешности 24 часа в сутки 7 дней в неделю

Моделирование процедур быстрого расчета автокорреляционной функции

Заказывай работу ТУТ

СОДЕРЖАНИЕ 

ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................

3

РАЗДЕЛ 1. Методы и способы расчета корреляционной функции ........ 

6

1.1. Мотивация ............................................................................

6

1.2. Постановка задачи ................................................................

10

1.3. Требования по функциональности программы ..........................

11

Выводы к разделу ........................................................................

11

РАЗДЕЛ 2. Вывод расчетных соотношений .....................................

13

2.1. Вводные замечания ..............................................................

13

2.2. Аппроксимирующие функции ..................................................

14

2.3. Разработка теоретических моделей случайных процессов ..........

18

Выводы к разделу ........................................................................

24

РАЗДЕЛ 3. Моделирование процесса в Matlab Simulink .................... 

26

3.1. Имитационная модель с использованием осреднения ................

26

3.2. Адаптация схемы для непосредственных вычислений ................

31

3.3. Оценка точности аппроксимации .............................................

38

Выводы к разделу ........................................................................

43

РАЗДЕЛ 4. Схема проведения расчетов и алгоритм ......................... 

45

4.1. Алгоритмизация аппроксимирующей функции ...........................

45

4.2. Составление псевдокода ........................................................

53

Выводы к разделу .......................................................................

55

РАЗДЕЛ 5. Проектирование программного продукта на C++ ........... 

57

5.1. Разработка программы ...........................................................

57

5.2. Описание основных функций ..................................................

59

5.3. Работа с программой .............................................................

60

Выводы к разделу .......................................................................

65

РАЗДЕЛ 6. Охрана труда и окружающей среды .............................. 

67

6.1. Анализ условий труда разработчика проектируемого продукта....

67

6.2. Расчет системы и выбор средств искусственного освещения рабочего помещения ...................................................................

73

6.3. Защита от электромагнитных излучений ...................................

77

Выводы к разделу ........................................................................

81

РАЗДЕЛ 7. Технико-экономическое обоснование ........................... 

83

7.1. Маркетинговые исследования и определение затрат .................

83

7.2. Формирование цены и оценка эффективности продукта..............

85

Выводы к разделу .......................................................................

86

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ...................................................................................................... 

88

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ..................................................... 

89

Приложение А. Листинг заголовочного файла .....................................

92

Приложение Б. Листинг программного модуля .....................................

95

Приложение В. Инструкция пользователя ...........................................

106

ВВЕДЕНИЕ

При работе с данными часто возникает необходимость изучить статистическую взаимосвязь или степень независимости между несколькими случайными величинами, определить взаимоотношение одного процесса с другим или установить наличие сходства между одним набором данных и другим. При изменении одной или нескольких из рассматриваемых величин могут систематически изменяться и другие величины. Для определения математической меры зависимости между двумя случайными величинами используется понятие корреляции.

Наличие корреляции играет важную роль при работе со всевозможными данными и сигналами. Данный метод обработки результатов статистики широко используется в естественных науках для понимания и анализа результатов исследований, в экономике для построения финансовых моделей, в психологии для обнаружения взаимосвязей в поведении индивидуума и в социологии для обнаружения взаимосвязей в поведении всего общества.

Кроме того, сфера применения математического аппарата корреляции чрезвычайно обширна – она включает в себя самые различные области деятельности человека: от контроля качества производимой продукции по сравнению с эталоном до обеспечения функционирования космических аппаратов и спутников, в которых с помощью специального оборудования и программного обеспечения производятся сравнения данных с различных изображений.

Помимо этого, этот математический аппарат нашел применение как в робототехнике для обработки изображений в сфере компьютерного зрения с целью распознавания образов, так и в промышленных установках для осуществления гидролокации, в которых происходит сравнение переданного и отраженного сигналов с целью определения расстояний, координат или формы объектов.

Большая часть работы со статистическими данными представляет собой детектирование и идентификацию полезного сигнала в случайном шуме с целью выделения первого и подавления последнего. Это позволяет выявить закономерности, которые неочевидны без использования корреляционных статистических методов, например, в климатологии и смежных науках.

Автокорреляционная функция определяет связь сигнала с собственной копией, смещенной на определенную величину. Если изобразить график автокорреляционной функции, то локальные максимумы будут обозначать высокую степень схожести исходного сигнала со своей копией при определенном запаздывании. Таким образом, из такого графика можно судить о периодичности базовой функции, а следовательно и о ее частотных характеристиках. Это применяется для анализа сложных колебаний, определения периодичности и вычисления самого периода, вычисления частоты основного тона речевого сигнала, обнаружения схожих участков сигнала, оценки степени регулярности периодического процесса и во многих других случаях.

Логика исследования и разработки программы обусловила следующую структуру данной работы: введение, 2 теоретических раздела, 3 практических раздела, 2 дополнительных раздела, заключение, список использованной литературы, приложения.

В первом разделе рассматриваются методы и способы расчета автокорреляционной функции. Анализируется пример, показывающий полезность использования автокорреляционной функции для определения периодичности сигнала и определяющий актуальность выполнения данной работы. Формулируется постановка задачи и определяются требования по функциональности программы.

Во втором разделе выводятся расчетные соотношения, позволяющие определить аппроксимацию автокорреляционной функции для ускорения вычислений.

Третий раздел посвящён моделированию процессов в Matlab Simulink, в котором строится имитационная модель с использованием осреднения с дальнейшей адаптацией схемы для непосредственных вычислений. Также в этом разделе проводится оценка точности аппроксимации.

Четвертый раздел посвящён разработке алгоритмов работы для нескольких типов сигналов, изучаемых в данной работе. В нем составлен псевдокод для постепенного перехода на настоящий язык программирования.

В пятом разделе выбирается наиболее подходящий язык программирования. Разрабатывается программа на выбранном языке, и приводится краткое описание основных модулей исходного кода. В этом разделе описывается работа с программой и проводится анализ полученных результатов. Для различных математических моделей случайных процессов выполнена оценка практического влияния числа членов разложения в ряд на точность аппроксимации автокорреляционной функции.

Шестой раздел обусловлен неуклонным повышением актуальности и остроты экологических проблем, накопившихся к данному моменту, поэтому в данном разделе будет уделено большое внимание этому вопросу и выполнено задание по расчету системы и выбору средств искусственного освещения рабочего помещения. Также, в качестве индивидуального задания, будут подробно рассмотрены вопросы защиты от электромагнитных излучений.

Для определения актуальности и потенциальной необходимости присутствия проектируемого программного продукта на рынке в седьмом разделе выполнено технико-экономическое обоснование, проведены маркетинговые исследования и определены затраты на разработку данной программы. Также сформирована предполагаемая цена данного продукта и произведена предварительная оценка его эффективности.

База готовых работ: