act 4 cad avnzado

Act 4: Lección Evaluativa 1

Introducción

En esta unidad se profundiza en la utilización de Matlab, que es el principal de los paquetes software objeto del curso, en donde el estudiante se familiarizará con las

herramientas de entrada/salida de datos y con las funciones que pueden desarrollarse. Se presentan de forma general las herramientas avanzadas para

aplicaciones específicas del Matlab, en especial se analizarán dos de las cajas de herramientas o ToolBox de gran interés para Ingeniería electrónica como son la de

comunicaciones y la de control, además se presentan los principios básicos de SIMULINK de Matlab que es un entorno gráfico e interactivo de simulación de gran

utilidad


Manejo de Archivos Matlab

Matlab posee herramientas que permiten importar y exportar datos. La introducción de datos en MATLAB puede hacerse de la siguiente manera:

· Cargando un archivo externo (comando Load)

· Creando una secuencia de entrada en el editor de comandos (Editor de archivos .m).

· Ejecutando alguna función desde la ventana de comandos.

· Desde la ventana de espacio de trabajo (workspace) directamente.

v Abriendo un archivo

Para poder abrir un archivo es necesario verificar su existencia. El comando para abrir un archivo es fopen, este comando posee varios argumentos, los principales son el nombre del archivo y la forma en el que MATLAB interactuará con éste. El comando retorna un valor entero mayor a 2 que es el número de identificación del archivo, este será usado para escribir y/o leer del archivo. Los tipos de interacción

con el archivo son:

· ‘r’: si se desea abrir un archivo sólo para leer.

· ‘w’: si se desea abrir un archivo sólo para escribir.

· ‘r+’: si se desea abrir un archivo para leer y escribir.

· ‘a’: si se desea añadir la salida del programa a un archivo. En el caso de que no exista MATLAB creará el archivo. Si el archivo existe MATLAB añadirá la salida del

programa al contenido del archivo.

Estructura del comando:

Variable = fopen (‘nombre_del_archivo’)

v Leyendo desde un archivo.

Una vez abierto el archivo, para leerlo se utiliza el comando fscanf. Este comando tiene tres argumentos, el primero es el identificador que ha sido obtenido del

comando fopen. El segundo es el formato del dato en el cual está escrito en el archivo y el tercero es opcional que es el número de datos que desean ser leídos.

Ejemplos de la especificación de formatos:

· ‘%d’: Lee los datos como enteros. Si se usa esta sentencia de formato este leerá hasta encontrar el punto decimal.

· ‘%f’: Lee los números a la derecha del punto decimal.

· ‘%s’: lee los datos de una cadena de caracteres. Ignorando los espacios en blanco y los caracteres de control

· ‘%c’: lee los datos de una cadena de caracteres, sin embargo los espacios en blanco y los caracteres de control son preservados.

Estructura del comando

>>Variable = fscanf (identificador, ‘especificación de formatos’)

v Escribiendo a un archivo.

Para poder escribir sobre un archivo debe estar abierto primero. El comando para realizar esta función es fprintf, el formato para su ejecución es la siguiente:

fprintf(identificador de archivo, formato, variable)

El identificador de archivo es el valor retornado por el comando fopen. El formato especifica como se desea que sea escrito el valor y la variable es el nombre donde

se tiene guardado el dato.

Por ejemplo si se escribe

A=5

>>fprintf(identificador, ‘%d’, A)

En el archivo que se específico se escribirá el valor 5, como un entero debido que ese fue el formato que se le especificó.

v Importar y exportar datos desde otras aplicaciones.

Es posible traer datos desde otras aplicaciones como por ejemplo desde EXCEL o desde un editor de texto, se puede hacer de diferentes formas:

· se puede utilizar Copiar y Pegar para copiar datos de la aplicación original y depositarlos entre los corchetes de una matriz o vector, en una línea de comandos

de MATLAB.

· Se puede crear un fichero *.m con un editor de textos.

· Es posible leer un flat file escrito con caracteres ASCII. Un flat file es un fichero con filas de longitud constante separadas con Intro, y varios datos por fila

separados por espacios en blanco. Estos ficheros pueden ser leídos desde MATLAB con el comando load. Si se ejecuta load datos.txt el contenido del archivo

se deposita en una matriz con el nombre datos.

· El comando textread permite leer datos de cualquier tipo de un fichero siempre que estén convenientemente separados.

· Los comandos xlsread y xlswrite permiten leer y escribir un archivo de Excel respectivamente.

Los comandos cvsread y cvswrite permiten leer y escribir un archivo que contiene únicamente datos numéricos y que esten separados por comas.


Los Toolbox de Matlab son:

El nombre que reciben las ventanas de trabajo en Matlab

Los archivos que se importan desde otros programas

La ayuda de matlab que viene clasificada por aplicaciones

Herramientas avanzadas para aplicaciones específicas

8687 continue syVPJNfVw r


Los Toolbox de Matlab son:

Su respuesta :

Herramientas avanzadas para aplicaciones específicas

Respuesta Correcta


Cuál es la sintaxis correcta para abrir un archivo desde Matlab mediante el comando fopen?

A= fopen(‘nombre del archivo’, ‘tamaño del archivo’)

A =fopen(‘nombre del archivo’)

A= fopen (nombre del archivo)

A= fopen(‘nombre del archivo’, ‘extensión del archivo’, tamaño del archivo’)


Cuál es la sintaxis correcta para abrir un archivo desde Matlab mediante el comando fopen?

Su respuesta :

A =fopen(‘nombre del archivo’)

Respuesta Correcta


8687 continue 6231 syVPJNfVw r

Para leer un archivo de excel desde Matlab se debe utilizar el comando

fopen anidado con xlsread

readxls

readingxls

xlsread


Para leer un archivo de excel desde Matlab se debe utilizar el comando

Su respuesta :

xlsread

Respuesta Correcta


La ventana de trabajo de Matlab se denomina:

WorkWindow

Windowspace

Windowmatlab

Workspace




La ventana de trabajo de Matlab se denomina:

Su respuesta :

Workspace

Respuesta Correcta


Toolbox

Matlab posee una colección especializada de archivos .m diseñada para trabajar problemas específicos en ciertas áreas de Ingeniería denominados Toolbox o

cajas de herramientas. Algunas de ellas son el toolbox de comunicaciones que posee funciones, comandos gráficos e interfaces empleadas para explorar,

diseñar, analizar y simular algoritmos con las diferentes etapas de un sistema de comunicación, y el Toolbox de control que posee funciones para el diseño de

sistemas de control.

El Toolbox de Comunicaciones tiene funciones como modulación, demodulación, detección de tasas de error, filtrado, ecualizadores, etc.

En este Toolbox se pueden realizar modulación análoga y digital. Las siguientes tablas presenta los comandos más utilizados:

Método de modulación analógicaAcrónimo

Comando para la modulación

Comando para la demodulación

Modulación de amplitud (con supresión o transmisión de

portadora)AM ammod amdemod

Modulación de frecuencia FM fmmod fmdemodModulación de fase PM pmmod pmdemod

Modulacion de amplitud de banda simple

SSB ssbmod ssbdemod

Método de modulación digital AcrónimoComando para la modulación

Comando para la demodulación

Modulación por desplazamiento diferencial de fase

DPSK dpskmod dpskdemod

Modulación por desplazamiento de FSK fskmod fskdemod

8687 6234

frecuenciaModulación por desplazamiento

mínimoMSK mskmod mskdemod

Modulación por desplazamiento en cuadratura compensada

OQPSK oqpskmod oqpskdemod

Modulación por desplazamiento de fase

PSK pskmod pskdemod

Modulación por amplitud de pulso PAM pammod pamdemodModulación por amplitud en

cuadraturaQAM qammod qamdemod

En los sistemas de comunicación es necesario eliminar o atenuar las señales que no sean convenientes para el sistema y maximizar las que si lo hagan, por lo que

se hace necesario filtrar las señales.

El Toolbox de control presentan gran variedad de funciones para el modelado de sistemas como funciones de transferencias, ganancias, polos y ceros o variables

de estado. Se puede trabajar sistemas con variables de tiempo continuo y discreto, respuestas en el tiempo, en la frecuencia y el root locus, control óptimo y

estimaciones.

El toolbox de control ofrece una extensiva librería de herramientas para manipular y analizar los modelos LTI. Soporta sistemas de tiempo continuo y discreto. Estos sistemas pueden ser modelados como single-input/single-output (SISO) o multiple-

input/multiple-output (MIMO).

Tambien puede utilizarse Variables de estado para los modelos de tiempo continuo, tienen la forma:

Donde x es el vector de estado y u e y son los vectores de entrada y salida, estas ecuaciones pueden surgir de la física, de la identificación de las variables de

estado o por realización de los sistemas de función de transferencia. Se usa el comando ss, para crear el modelo de función de transferencia

sys = ss (A,B,C,D)

· A es una matriz Nx por Nx de valores reales o complejos

· B es una matriz Nx por Nu de valores reales o complejos

· C es una matriz Ny por Nx de valores reales o complejos

· D es una matriz Ny por Nu de valores reales o complejos

De igual manera existen funciones para determinar la respuesta temporal de un sistema como impulse o step y para evaluar la respuesta en frecuencia como

Bode, Nyquist, y Nichols.


La siguiente señal fue obtenida con el Toolbox de comunicaciones de Matlab, el comando que se utilizo fue:

fmmod

fmdemod

ammod

amdemod


La siguiente señal fue obtenida con el Toolbox de comunicaciones de Matlab, el comando que se utilizo fue:


Su respuesta :

ammod

Respuesta Correcta


La señal de la izqueirda fue ingresada a matlab dentro de un sistema de comunicaciones, y el resultado obtenido fue la señal de la derecha. El proceso que

se le aplico fue:

Amplificación

Modulación FM

Filtrado

Modulación AM



La señal de la izqueirda fue ingresada a matlab dentro de un sistema de comunicaciones, y el resultado obtenido fue la señal de la derecha. El proceso que se le aplico fue:

Su respuesta :

Filtrado

Respuesta Correcta


La figura siguiente representa un sistema:

SISO

MISO

MIMO

SIMO

Usted se ha autentificado como SANCHEZ, HILBERT LEONARDO (Salir)

8687 6237


Seleccione una respuesta


La figura siguiente representa un sistema:

Su respuesta :

SISO

Respuesta Correcta


En el modelo por espacio de estados de un sistema se definen dos ecuaciones básicas

donde A es

Un vector columna

Una matriz cuadrada

Un vector fila

8687 6238


Un escalar


En el modelo por espacio de estados de un sistema se definen dos ecuaciones básicas

donde A es

Su respuesta :

Una matriz cuadrada

Respuesta Correcta


Ejemplo de Simulación (Texto 3)

Simulación de un sistema de Primer Orden Lineal – Dominio Tiempo

En la Figura se muestra un diagrama de bloques para la simulación del sistema en el dominio del tiempo

En la gráfica se pueden observar los diferentes parámetros de la respuesta del sistema como tiempo de respuesta,

retardo, error en estado estable etc.

Cuando se incrementa el tamaño y la complejidad del modelo, se pueden simplificar los bloques en subsistemas,

estos poseen las siguientes ventajas:

- Reduce el número de bloques mostrados en la ventana de edición de modelos.

- Permite la agrupación de bloques funcionalmente relacionados.

- Permite establecer un diagrama de bloques jerárquicos, donde el bloque del subsistema está en una capa y los

bloques que componen al subsistema están en otra capa.

Los subsistemas pueden ser creados de dos formas:

- Añadiendo un bloque de subsistemas al modelo, para luego abrirlo y adicionar en este los bloques que componen al

subsistema en la ventana de subsistema.

- Añadir los bloques que componen el subsistema, luego agruparlos en un subsistema.

El acceso a los subsistemas puede ser controlado para evitar que se vea o modifique el contenido de una librería del subsistema, aunque permite al usuario su utilización.

Usted se ha autentificado como SANCHEZ, HILBERT LEONARDO (Salir)

8687 6240

Continuar


La figura siguiente representa a

[ W * T + 4] * Sen (5)

Sen (W*T+4)+ 5

[ W * T* 4] + Sen (1/5)

Sen (W*T+4)/5


Al incrementarse el número de componentes en un modelo creado en SIMULINk lo mas conveniente es:

Editar una de las librerías existentes

Separar el modelo en secciones y guardarlo en archivos diferentes

Ampliar la capacidad de manejo de memoria de Matlab

Crear un subsistema



Seleccione una respuesta


Al incrementarse el número de componentes en un modelo creado en SIMULINk lo mas conveniente es:

Su respuesta :

Crear un subsistema

Respuesta Correcta


Enhorabuena, ha llegado al final de la lección

Su puntuación es 10 (sobre 10).

Su calificación actual es 16.00 sobre 16

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