LỜI CẢM ƠN Đƣợc phân công khoa Điện- Điện tử Trƣờng Đại học Hàng Hải Việt Nam, đồng ý giảng viên hƣớng dẫn T.S Vƣơng Đức Phúc, em thực đề tài: “ Phân tích thuật tốn bảng điện mơ Khoa Điện-Điện tử Tìm hiểu hệ thống đo tiếng ồn tàu thủy ” Để hoàn thành đề tài này, em xin chân thành cảm ơn thầy cô khoa tận tình giảng dạy suốt trình học tập nghiên cứu, rèn luyện trƣờng Đại Học Hàng Hải Việt Nam Xin chân thành cảm ơn thầy giáo Vƣơng Đức Phúc tận tình bảo em q trình làm đồ án.Từ em củng cố lại kiến thức đƣợc giảng dạy giảng đƣờng nhƣ sâu hệ thống học Em xin chân thành cảm ơn! LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan: Những nội dung đồ án em thực hiện, dƣới hƣớng dẫn trực tiếp giảng viên T.S Vƣơng Đức Phúc Mọi tham khảo dùng đồ án đƣợc trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên cơng trình, thời gian, địa điểm cơng bố Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, em xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Sinh viên Phạm Ngọc Dƣơng LỜI NÓI ĐẦU Trong cơng cơng nghiệp hóa - đại hố đất nƣớc, ngành giao thơng vận tải có vai trò quan trọng kinh tế quốc dân Nó đem lại hiệu cao kinh tế cho đất nƣớc, đặc biệt giao thông vận tải biển Nƣớc ta với lợi có bờ biển dài tạo điều kiện thuận lợi cho ngành giao thông vận tải biển phát triển, tiền đề để ngành công nghiệp đóng tàu nƣớc ta phát triển mạnh mẽ.Trong năm gần ngành công nghiệp tàu thuỷ đóng đƣợc tàu cỡ lớn,đủ loại: tàu dầu, tàu hàng rời mang tầm cỡ quốc tế thu hút ý bạn bè giới Trƣờng Đại học Hàng Hải Việt Nam với đội ngũ giảng viên giỏi chuyên môn giàu kinh nghiệm giảng dạy, nơi đào tạo nên kỹ sƣ có tay nghề trình độ chun mơn cao, đảm bảo đáp ứng đƣợc yêu cầu khai thác công việc tàu nhà máy đóng sửa chữa tàu biển Xuất phát từ yêu cầu cần thiết phải nghiên cứu hệ thống tàu nhằm nâng cao chất lƣợng, độ xác, độ tin cậy việc vận hành, khai thác, ban chủ nhiệm khoa Điện - Điện Tử giao cho em đồ án: “Phân tích thuật tốn bảng điện mơ Khoa Điện-Điện tử Tìm hiểu hệ thống đo tiếng ồn tàu thủy” Đồ án tốt nghiệp em gồm chƣơng: Chƣơng I: Phân tích thuật tốn bảng điện mơ Khoa Điện-Điện tử Chƣơng II: Tìm hiểu hệ thống đo tiếng ồn dƣới tàu thủy Bằng cố gắng nỗ lực bạn thân giúp đỡ tận tình, chu đáo giảng viên hƣớng dẫn T.S VƢƠNG ĐỨC PHÚC, em hoàn thành đồ án thời hạn Do thời gian làm đồ án có hạn trình độ hạn chế nên khơng thể tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đƣợc góp ý chân thành thầy cô giáo khoa bạn để đồ án em đƣợc hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Chương I : Phân tích thuật tốn điều khiển bảng điện mơ khoa Điện-Điện tử Giới thiệu bảng điện mơ Khoa Điện-Điện tử 1.1 Mục đích, yêu cầu hệ thống Bảng điện nơi tập chung lƣợng từ máy phát từ phân phối đến bảng điện phụ phụ tải Bảng điện phải đáp ứng đƣợc yêu cầu sau: + Độ tin cậy bảng phân phối điện + Tính động hệ thống: Khi có cố phải đảm bảo nhanh chóng khác phục, cho phép kiểm tra tháo lắp dễ dàng + Vận hành sử dụng thuận tiện: Sơ đồ phải đơn giản, cấu tạo hoàn chỉnh, có độ tin cậy cao để thời gian sửa chữa nhanh tăng cƣờng thời gian vận hành, áp dụng điều khiển từ xa tập chung + Tính kinh tế vận tải khai thác: Có thể dung nguồn điện bờ tàu dừng cảng sử dụng máy phát đồng trục tàu hành trình biển Thiết bị bảng điện tàu thủy đƣợc phân chia theo chức năng: Thiết bị phân phối lƣợng điện, bảng điện chung gian, bảng điện phụ, bảng điện cố Thiết bị bảng điện đƣợc chế tạo có bảo vệ để khơng có khả tiếp xúc với phần có điện áp Bảng điện đƣợc chia panel, panel cho máy phát, panel cho tải động lực, panel cho ánh sáng Trong panel cho máy phát điện đƣợc đặt khí cụ, thiết bị bảo vệ, thiết bị đo lƣờng điều khiển Trong panel phân phối lƣợng đƣợc lắp đặt thiết bị đóng ngắt, thiết bị bảo vệ lƣới điện phụ tải aptomat bảo vệ tải Panel điều khiển đƣợc đặt panel máy phát, panel đƣợc đặt thiết bị điều khiển hòa đồng bộ, thiết bị kiểm tra điện trở cách điện, aptomat lấy điện bờ 1.2 Các thông số kỹ thuật Thông số máy phát Hãng sản xuất : TAIYO ELECTRIC CO.LTD Điện áp định mức : Uđm= 450V Dòng điện định mức: Iđm=5.41A Công suất : Pđm=3.4KW,Sđm=4.22 KVA Tần số : f=60HZ Hệ số công suất ( cos ᵠ): 0,8 Số pha : pha Cấp cách điện :F Thông số Tua bin lai máy phát Hãng sản xuất : TAIYO ELECTRIC CO.LTD Điện áp định mức : Uđm=450V Dòng điện định mức : Iđm=6.02A Công suất : Pđm= 3.8 KW,Sđm= 4.69 KVA Tần số : f=60HZ Hệ số công suất (cos ᵠ) : 0,8 Số pha Cấp cách điện : pha :F 1.3 Bảng điện mơ Khoa Điện - Điện tử cấu tạo thiết kế chia thành panel: Panel máy phát số (No.1 GEN PANEL) Panel máy phát số (No.2 GEN PANEL) Panel Tua bin lai máy phát (TURBO GEN PANEL) Panel cấp nguồn 440V (440V FEED PANEL) Panel Diezel lai máy phát (No.1 GEN CONTROL PANEL) Panel Diezel lai máy phát (No.2 GEN CONTROL PANEL) Panel điều khiển Tua bin lai máy phát (TURBO GEN CONTROL PANEL) *Mặt hệ thống A11, A21 : Ampe kế đo dòng điện xoay chiều máy phát 1,2 A31 : Ampe kế đo dòng điện xoay chiều máy phát lai tuabin W11,W21,W31 : Wat kế đo công suất máy phát V11,V21,V31 : Vôn kế đo điện áp xoay chiều máy phát FM11, FM21, FM31 : Đồng hồ đo tần số máy phát MΩ : Mêgaôm kế đo điện trở điện tải F4-1 đến F4-16 : Các phụ tải SL11, SL21, SL31 : Đèn báo máy phát chạy SL12, SL22, SL32 : Đèn báo ACB máy phát dừng SL13, SL23, SL33 : Đèn báo ACB máy phát mở 3-106, 3-206 : Đèn báo máy chính1, hoạt động 3-105, 3-205 : Đèn báo máy 1, dừng 3-306 : Đèn báo tua bin lai máy phát hoạt động 3-305 : Đèn báo tua bin lai máy phát dừng 3R-128,3R-228,3R-328 : RESET lại hệ thống Thuật toán điều khiển tay 2.1 Khởi động máy phát Ban đầu mạch điều khiển đƣợc cấp nguồn chiều 24V (đèn báo có nguồn 24V đèn báo ACB mở sáng), điều kiện khóa liên động q trình khởi động trạng thái bình thƣờng, ta khởi động máy phát cách ấn nút khởi động máy phát Panel điều khiển máy phát, máy phát khởi động hệ thống tiến hành kiểm tra tốc độ máy phát, tốc độ máy phát thấp khơng đạt u cầu dừng trình khởi động lại (đèn báo máy phát khởi động lỗi sáng, hình LCD báo máy khởi động lỗi), tốc độ máy phát đạt yêu cầu máy phát khởi động thành cơng (đèn báo máy phát chạy sáng) Bây hình LCD hiển thị cho ngƣời vận hành lựa chọn chế độ điều khiển, ta chọn chế độ điều khiển tay, hệ thống tự động kiểm tra điện áp lƣới Nếu khơng có điện áp ta tiến hành đóng ACB, trƣớc điều kiện khóa liên động ACB phải trạng thái bình thƣờng, sau ACB đóng (đèn báo ACB đóng sáng đèn báo ACB mở tắt) ta chọn chế độ điều khiển nguồn tay đƣợc hiển thị hình LCD, sau ta tiến hành điều chỉnh tần số máy phát tay mục đích đƣa tần số máy phát ổn định với tần số làm việc Kết thúc trình khởi động 2.2 Chạy song song máy phát Ban đầu mạch điều khiển đƣợc cấp nguồn chiều 24V (đèn báo có nguồn 24V đèn báo ACB mở sáng), điều kiện tín hiệu khóa lẫn trình khởi động trạng thái bình thƣờng, ta khởi động máy phát cách ấn nút khởi động máy phát Panel điều khiển máy phát, máy phát khởi động hệ thống tiến hành kiểm tra tốc độ máy phát, tốc độ máy phát thấp khơng đạt u cầu dừng q trình khởi động lại (đèn báo máy phát khởi động lỗi sáng, hình LCD & PC báo máy khởi động lỗi), tốc độ máy phát đạt yêu cầu máy phát khởi động thành công (đèn báo máy phát chạy sáng) Bây hình LCD hiển thị cho ngƣời vận hành lựa chọn chế độ điều khiển, ta chọn chế độ điều khiển tay, hệ thống tự động kiểm tra điện áp lƣới, lƣới có điện áp ta tiến hành bật chế độ hòa đồng hình LCD, trƣớc điều kiện tín hiệu khóa lẫn ACB phải trạng thái bình thƣờng, lúc hệ thống hòa đồng phƣơng pháp đèn quay hoạt động, ngƣời vận hành tiến hành quan sát đèn quay chọn thời điểm hòa đồng cách xác (trạng thái đèn quay chiều kim đồng hồ vị trí đèn sáng hƣớng 11 ta tiến hành đóng ACB) Sau đủ điều kiện hòa đồng máy phát ta tiến hành đóng ACB (đèn báo ACB mở tắt, đèn báo ACB đóng sáng), chọn điều khiển nguồn tay hình LCD, ta tiến hành phân chia tải điều chỉnh tần số, đảm bảo nguồn đƣợc cấp máy phát công tác song song sau hòa Q trình hòa đồng tay kết thúc  Điều kiện tín hiệu khóa lẫn ACB bình thƣờng - ACB thay đổi trạng thái bất thƣờng reset - ACB lỗi khơng đóng reset - Hệ thống không kết nối điện bờ  Điều kiện tín hiệu khóa lẫn q trình khởi động bình thƣờng - Vị trí điều khiển vị trí “REMOTE ” - Tay điều khiển vị trí “ RUN ” - Cơng tắc chuyển vị trí “ ON ” - Máy phát xảy lỗi trƣớc đƣợc “ RESET ” - Máy phát khơng chạy - Khơng có tín hiệu dừng - Reset hệ thống DIEZEL trở trạng thái bình thƣờng  Điều kiện cho chế độ ST-BY bình thƣờng - ACB thay đổi trạng thái bất thƣờng reset - ACB không đóng reset 10 Hình 2.1 Lƣu ý hình ta thấy ngƣời có thính giác nhạy cảm với tông màu mềm mại vào đến tần số cao biểu đồ, nhƣng nhạy cảm tần số thấp; nghe cho âm mềm “giảm dần” mức thấp Các nhà nghiên cứu năm 1930 phát độ lớn đƣờng cong nhạy cảm với tông màu mềm mại không giống cho tông lớn Trong thực tế, tông lớn, độ nhạy tai ngƣời khó phân biệt khác độ lớn mức thấp tần số 80 Hz tần số cao 4.000 HZ đến tai ngƣời Nhƣ vậy, mức độ tiếng ồn cao, độ nhạy âm lƣợng tai “bằng phẳng” Trong phát triển mức độ âm năm qua, nhà sản xuất xây dựng đƣờng cong phản ứng khác ( xem Hình 2.2 ), đặt tên chúng trọng số A, B, C: Hình 2.2 25 Trọng số A Độ nhạy tần số tai ngƣời mức thấp Đây trọng số thƣờng đƣợc sử dụng nhiều nhất, dự đốn tốt nguy thiệt hại tai Về mức độ âm với trọng số A lọc nhiều tiếng ồn tần số thấp đo đƣợc, tƣơng tự nhƣ phản ứng tai ngƣời Đo tiếng ồn đƣợc thực với trọng số A đƣợc định dBA Trọng số B Đo độ nhạy tần số tai ngƣời mức độ vừa phải , đƣợc sử dụng khứ để dự đoán hiệu suất loa dàn âm nổi, nhƣng không đo tiếng ồn công nghiệp Trọng số C Sau độ nhạy tần số tai ngƣời cấp độ tiếng ồn cao, trọng số C tƣơng đối phẳng , bao gồm nhiều dải tần số thấp âm so với A B 2.3 Các phương trình tốn học để tính tốn độ ồn 2.3.1 Mức áp suất âm Tai ngƣời nghe thấy loạt áp lực âm Bởi điều này, mức áp suất âm (Lp) đƣợc đo decibel (dB) thang logarit nén giá trị thành phạm vi quản lý đƣợc Ngƣợc lại, áp lực trực tiếp đƣợc đo Pascals (Pa) Lp đƣợc tính 10 lần logarit vng tỉ số dao động áp lực tức thời (trên dƣới áp suất khí quyển) với áp lực tham chiếu: Lp = 10 × log10 (P / pref) Trong đó: - P áp suất âm tức thời, đơn vị Pa 26 - pref mức áp suất tham chiếu Ví dụ: Tiếng ồn êm ngƣời niên khỏe mạnh nghe thấy 20 μPa.Nếu phần thiết bị có áp suất âm Pa, mức độ áp lực âm đƣợc tính: Lp = 20 log 10 (2 / 0,00002) = 20 log10 (100.000) = 20 × 5,0 = 100 dB 2.3.2 Mức công suất âm Mức công suất âm (Lil Wayne) tƣơng tự nhƣ khái niệm cơng suất bóng đèn Trong thực tế, đƣợc đo watt Lil Wayne(W) Không giống nhƣ Lp, Lil Wayne không phụ thuộc vào khoảng cách từ nguồn tiếng ồn Mức cơng suất âm tính cơng thức sau: Lw = 10 × log10 (W / Wref) Trong đó: - W cơng suất âm thanh, đơn vị watt (W) - Wref = 10^-12 cơng suất âm tham chiếu Ví dụ: Mức cơng suất âm kết hợp với điển hình mặt-đối-mặt trò chuyện với cơng suất âm 0,00001 W, đƣợc tính: Lw = 10 × log10 (0.00001 / 10^-12) = 70 dB 2.3.3 Mức cường độ âm Mức độ âm cƣờng độ (SIL) mức cƣờng độ âm mức (một số lƣợng logarit) với cƣờng độ ngƣời họ âm đến giá trị tham khảo Nó đƣợc ký hiệu LI, tính dB, đƣợc xác định bởi: - I cƣờng độ âm thanh; - I0 cƣờng độ âm tham chiếu; - Np = Nepe; 27 - B = (1/2) ln (10) bel; - dB = (1/20) ln (10) decibel Sử dụng tài liệu tham khảo cƣờng độ âm khơng khí Công thức lien hệ mức cƣờng độ âm mức áp suất âm - Với p0 = 20 μPa áp lực âm tham chiếu - z0 đặc tính trở kháng âm Trong khơng khí nhiệt độ mơi trƣờng xung quanh, z0 = 410 Pa.s / m, giá trị tham khảo I0 = PW / m2 Trong buồng không phản xạ, mức cƣờng độ âm đƣợc thực nhƣ mức áp suất âm Thực tế đƣợc khai thác để đo lƣợng âm điều kiện không phản xạ 2.4 Xử lý phổ tần FFT 2.4.1 FFT ? Fast Fourier Transform đƣợc viết tắt FFT phiên nhanh rời rạc Fourier Transform ( DFT) Một Fourier nhanh chóng chuyển đổi (FFT) thuật tốn tính tốn đổi Fourier rời rạc (DFT) chuỗi, nghịch đảo phân tích Fourier chuyển đổi tín hiệu từ miền gốc (thƣờng thời gian khơng gian) để biểu diễn miền tần số ngƣợc lại Một FFT nhanh chóng tính tốn biến đổi nhƣ bao toán ma trận DFT thành sản phẩm thƣa thớt (chủ yếu zero) yếu tố Kết là, quản lý để giảm bớt phức tạp tính tốn DFT từ O (n ^ 2), phát sinh cách đơn giản áp dụng định nghĩa DFT, O (n \ log n), n kích thƣớc 28 liệu.Biến đổi Fourier nhanh chóng đƣợc sử dụng rộng rãi cho nhiều ứng dụng kỹ thuật, khoa học toán học Những ý tƣởng đƣợc phổ biến năm 1965, nhƣng số thuật toán đƣợc bắt nguồn vào đầu năm 1805 Năm 1994 Gilbert Strang mô tả FFT "thuật toán số quan trọng sống chúng tơi" đƣợc bao gồm Top 10 thuật toán kỷ 20 tạp chí máy tính IEEE Khoa học & Kỹ thuật Nhƣng DFT gì? Các DFT quan trọng lĩnh vực phân tích tần số (quang phổ) có tín hiệu rời rạc miền thời gian biến đổi tín hiệu vào rời rạc đại diện miền tần số Nếu khơng có thời gian rời rạc để chuyển đổi rời rạc tần số để tính tốn biến đổi Fourier với vi xử lý hệ thống dựa DSP Đó tốc độ tính chất rời rạc FFT cho phép phân tích quang phổ tín hiệu với Matlab thời gian thực SR770 2.4.2 Matlab FFT Chức FFT Matlab cơng cụ hiệu để tính tốn Fourier rời rạc tín hiệu Ví dụ sau giúp bạn hiểu rõ chi tiết việc sử dụng chức FFT Ví dụ 1: Cú pháp điển hình cho tính tốn FFT tín hiệu FFT ( x , N) đó: - x tín hiệu, x [ n ] bạn muốn chuyển đổi - N số điểm FFT N phải lớn nhƣ số lƣợng mẫu x [ n ] Để minh chứng cho hiệu việc thay đổi giá trị N, ta sử dụng hàm cosin với 30 mẫu 10 mẫu thời kỳ ≫ n = [0:29]; 29 ≫ x = cos(2*pi*n/10); Xác định giá trị khác cho N Sau lấy biến đổi x [ n ] cho giá trị xác định ≫ N1 = 64; ≫ N2 = 128; ≫ N3 = 256; ≫ X1 = abs(fft(x,N1)); ≫ X2 = abs(fft(x,N2)); ≫ X3 = abs(fft(x,N3)); Quy mô tần số kéo dài đến N - cho FFT N điểm Sau chuẩn hóa mở rộng quy mơ để kéo dài đến – 1/N ≫ F1 = [0 : N1 - 1]/N1; ≫ F2 = [0 : N2 - 1]/N2; ≫ F3 = [0 : N3 - 1]/N3; ≫ subplot(3,1,1) ≫ plot(F1,X1,'-x'),title('N = 64'),axis([0 20]) ≫ subplot(3,1,2) ≫ plot(F2,X2,'-x'),title('N = 128'),axis([0 20]) ≫ subplot(3,1,3) ≫ plot(F3,X3,'-x'),title('N = 256'),axis([0 20]) Sau kiểm tra đồ thị ( thể hình vẽ ) ta thấy biến đổi tuân thủ hình dạng giống nhau, khác số lƣợng mẫu đƣợc sử dụng để gần hình dạng Điều xảy N giống nhƣ số lƣợng mẫu x [ n ]? Để tìm hiểu, ta chọn N1 = 30 Điều cho kết nhƣ nào? Tại trơng nhƣ ? 30 N = 64 20 10 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.6 0.7 0.8 0.9 0.6 0.7 0.8 0.9 N = 128 20 10 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 N = 256 20 10 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Hình 2.3: FFT hàm cosine với N = 64, 128, 256 Ví dụ 2: Trong ví dụ cuối chiều dài x [ n ] đƣợc giới hạn giai đoạn dài Bây giờ, ta chọn giá trị lớn cho N ( cho biến đổi với nhiều điểm), thay đổi số lƣợng lặp lặp lại thời kỳ ≫ n = [0:29]; ≫ x1 = cos(2*pi*n/10); % periods ≫ x2 = [x1 x1]; % periods ≫ x3 = [x1 x1 x1]; % periods ≫ N = 2048; ≫ X1 = abs(fft(x1,N)); ≫ X2 = abs(fft(x2,N)); ≫ X3 = abs(fft(x3,N)); 31 ≫ F = [0:N-1]/N; ≫ subplot(3,1,1) ≫ plot(F,X1),title('3 periods'),axis([0 50]) ≫ subplot(3,1,2) ≫ plot(F,X2),title('6 periods'),axis([0 50]) ≫ subplot(3,1,3) ≫ plot(F,X3),title('9 periods'),axis([0 50]) Đoạn mã cho đồ Đồ thị biến đổi với giai đoạn hàm côsin, trông giống nhƣ độ lớn sincs với trung tâm sinc đầu lúc 1fs lần thứ hai lúc 9fs periods 50 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0.6 0.7 0.8 0.9 0.6 0.7 0.8 0.9 periods 50 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 periods 50 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Hình 2.4: FFT hàm cosine 3, giai đoạn 32 Đồ thị thứ hai có hình sincs nhƣ thế, nhƣng tần số cao có cƣờng độ lớn lúc 0.1 fs 0.9 fs Tƣơng tự nhƣ , đồ thị thứ ba có tần số sincs lớn có cƣờng độ lớn Khi x [ n ] đƣợc mở rộng đến số lƣợng lớn thời kỳ , sincs bắt đầu dễ nhìn nhiều xung 2.4.3 Phân tích quang phổ với FFT Matlab Các FFT không trực tiếp cung cấp cho ta quang phổ tín hiệu Nhƣ thấy với hai thí nghiệm trên, FFT khác đáng kể tùy thuộc vào số lƣợng điểm ( N) FFT , số lƣợng thời gian tín hiệu đƣợc đại diện Có vấn đề khác tốt, FFT chứa thông tin fs, nhiên biết tần số lấy mẫu phải có hai lần thành phần tần số cao Một tín hiệu thực cần phải có mức độ chuyển đổi tần số dƣơng tần số âm đối xứng Vì vậy, thay có quang phổ mà từ đến fs, đƣợc thích hợp để hiển thị quang phổ từ -fs/2 đến fs/2 Điều đƣợc thực cách sử dụng Matlab chức chuyển đổi FFT với mã minh họa sau ≫ n = [0:149]; ≫ x1 = cos(2*pi*n/10); ≫ N = 2048; ≫ X = abs(fft(x1,N)); ≫ X = fftshift(X); ≫ F = [-N/2:N/2-1]/N; ≫ plot(F,X), ≫ xlabel('frequency / f s') 33 80 70 60 50 40 30 20 10 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0.1 frequency / f s 0.2 0.3 0.4 0.5 Hình 2.5: Phân tích quang phổ gần hình sin với FFT 2.5 Bộ lọc Octave Octave mã nguồn mở hệ thống phần mềm tƣơng tác cho phép tính số học đồ họa Nó đƣợc thiết kế đặc biệt cho tính tốn ma trận: giải phƣơng trình, đồng thời tính tốn vector riêng trị riêng Trong nhiều kỹ thuật thực giới vấn đề liệu đƣợc thể nhƣ ma trận vectơ, mở rộng xuống đến hình thức giải pháp Ngồi ra, Octave hiển thị liệu theo nhiều cách khác nhau, có ngơn ngữ lập trình riêng mà cho phép hệ thống đƣợc mở rộng Nó đƣợc coi mạnh mẽ, lập trình, máy tính đồ họa Octave làm dễ dàng để giải loạt vấn đề số, cho phép bạn dành nhiều thời gian thử nghiệm tính hữu dụng Octave đƣợc tăng cƣờng chủ yếu cú pháp tƣơng thích với MATLAB đƣợc sử dụng phổ biến ngành công nghiệp học thuật 34 Octave Matlab nhƣ cơng cụ để tính tốn phân tích liệu Nó có nhiều xây dựng tốn học chức phân tích tín hiệu Nó có cơng cụ để vẽ liệu nhƣ Matlab Dƣới phần giới thiệu chút lấy mẫu số hóa tín hiệu Chúng ta biết sóng sin hay cosin tín hiệu Đó là, loại tín hiệu khác đƣợc thực chồng sóng sin nhiều tần số Vì vậy, xem xét sóng sin tần số F, sin(2 * pi * F * t) Bây lấy mẫu tín hiệu khoảng thời gian T sau lấy mẫu tín hiệu 0T, 1T, 2T, , (N-2) T, (N-1) T Vậy có N mẫu Ngồi lấy mẫu tỷ lệ đƣợc Fs liên quan đến T bằng: T = / Fs thời điểm t nào, mẫu đƣợc cho bởi: t = nT = n / Fs Bằng cách giả định trên, Signal = sin ( * pi * F * t) Signal = sin ( * pi * F * nT) Signal = sin ( * pi * (F / Fs) * n) Gọi f = F / Fs, ta đƣợc Signal = sin (0 * pi * f *n) Cuối cần lƣu ý Fs nên đƣợc hai lần nhƣ mơ tả tiêu chí lấy mẫu Nyquist Từ đó, hàm ý F / Fs thay đổi từ đến ± ½, với ½ Fs = 2F Fs cực nhỏ lớn F Cuối tín hiệu lấy mẫu đƣợc biểu diễn cách sử dụng chuyển đổi Fourier rời rạc cách sử dụng Fourier Transform (DFT) Tuy nhiên, để tăng tốc độ FFT Fast Fourier Transform đƣợc thực Dƣới 35 ví dụ Octave Điều đƣợc sử dụng Matlab tốt ≫ N = 256; ≫ F = 10; ≫ Fs = 200; ≫ for n=1:N; % generate saw tooth test data % signal is given by sin ( * pi * F * t) % t is sampled as t = nT = n/Fs % signal = sin ( * pi * F * nT) % signal = sin ( * pi * (F / Fs) * n) % signals are superimposed ≫ r(n) = 1.1; ≫ r(n) = sin(2 * pi * F * n / Fs); ≫ r(n) =0 * sin(2 * pi * * F * n / Fs); ≫ r(n) = (1.0 / 3.0) * sin(2 * pi * * F * n / Fs); ≫ r(n) = 0.25 * sin(2 * pi * * F * n / Fs); ≫ r(n) = 0.2 * sin(2 * pi * * F * n / Fs); ≫ r(n) = (1.0 / 6.0) * sin(2 * pi * * F * n / Fs); ≫ r(n) = (1.0 / 7.0) * sin(2 * pi * * F * n / Fs); ≫ end % if you print r[n]; % plot(r); ≫ grid on; ≫ N1 = [ : N - 1] / N; ≫ N1 = N1 * Fs; 36 ≫ Y = fft( r , N); % take N point FFT ≫ subplot( 2, 1, 1); ≫ plot( N1, r); ≫ subplot( 2, 1, 2); ≫ plot( N1, abs(Y)); Hình 2.6: Octave Matlab Tín hiệu (thể phần đầu hình 2.6) trơng giống nhƣ cƣa nhƣ đƣợc kết hợp với sóng sin tần số khác Theo dự kiến, tín hiệu tần số miền đạt đỉnh Hz, 10Hz, 30Hz, 40Hz, 50Hz, 60Hz 70Hz có biên độ miền tần số tỷ lệ thuận với biên độ họ miền thời gian Kết 37 liên tục khơng rời rạc mẫu đƣợc giới hạn với N khơng đến vơ Tín hiệu đƣợc lấy mẫu 200Hz, có đƣợc quang phổ 100Hz chứa 70Hz tần số cao tín hiệu Nhƣng nói tần số lấy mẫu 160Hz quang phổ chứa lên đến 60Hz cắt bỏ tín hiệu 70Hz Điều đƣợc gọi Aliasing Trái dấu Fs đƣợc tăng thêm băng thơng đƣợc cung cấp quang phổ ép đồ thị Quang phổ tức 0Hz đến 70Hz đƣợc nhìn thấy dải hẹp Nhƣ đề cập f thay đổi từ (0 đến ± ½) (0-1) phạm vi kỹ thuật số Để chuyển đổi để tần số analog tƣơng đƣơng nó, phải sử dụng tần số mẫu Nhƣ thể mã, N1 = N1 * Fs; cách nhân giá trị FFT tần số lấy mẫu, chúng tơi có đƣợc tần số thực tế tín hiệu quang phổ Mức âm Nguồn tiêu biểu Phản ứng người 150 dB 140 dB Tiếng nổ động phản lực Ðiếc hoàn toàn 130 dB Giới hạn tối đa tiếng nói Gây tổn thƣơng tâm trí 120 dB Tiếng nổ động phản lực cách Gây tổn thƣơng tâm trí 200 ft 110 dB Kèn xe cách 3ft Máy đập kim loại 38 Mức nguy hiểm Tiếng nổ phản lực cách 2000 ft 100 dB Súng nổ cách 0,5 ft Rất có hại 90 dB Trạm xe ngầm New York Hại thính giác (8 giờ) Xe tải nặng cách 50 ft 80 dB Búa cách 50 ft Có hại 70 dB Tiếng thắng xe lửa cách 50 ft Gây khó chịu, mệt mỏi Lƣu thông xa lộ cách 50ft 60 dB Máy điều hồ khơng khí cách 20 ft 50 dB Lƣu thông xe nhẹ cách 50 ft 40 dB Phòng khách Gây ý Yên tĩnh Phòng ngủ 30 dB Thƣ viện Rất yên tĩnh Tiếng thầm 20 dB Phòng thu Rất yên tĩnh 10 dB Tiếng gió vi vu qua Tai cảm nhận đƣợc Ngƣỡng nghe đƣợc dB Bảng mức độ tiếng ồn phản ứng ngƣời Nguồn: Hội đồng Chất lƣợng môi trƣờng Hoa Kỳ (1970) Dasmann (1984) 39 ... tử Tìm hiểu hệ thống đo tiếng ồn tàu thủy Đồ án tốt nghiệp em gồm chƣơng: Chƣơng I: Phân tích thuật tốn bảng điện mơ Khoa Điện- Điện tử Chƣơng II: Tìm hiểu hệ thống đo tiếng ồn dƣới tàu thủy Bằng... cứu hệ thống tàu nhằm nâng cao chất lƣợng, độ xác, độ tin cậy việc vận hành, khai thác, ban chủ nhiệm khoa Điện - Điện Tử giao cho em đồ án: Phân tích thuật tốn bảng điện mơ Khoa Điện- Điện tử Tìm. .. phát đồng trục tàu hành trình biển Thiết bị bảng điện tàu thủy đƣợc phân chia theo chức năng: Thiết bị phân phối lƣợng điện, bảng điện chung gian, bảng điện phụ, bảng điện cố Thiết bị bảng điện