📄Работа №52094
Тема: ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННОЙ АНАЛИЗ ЦИКЛОВ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ
Тип работы
Бакалаврская работа
Предмет
физика
Объем:
70 листов
Год:
2016
Просмотров:
305
4850
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
Введение 4
1 Солнечная активность 5
1.1 История наблюдений Солнца 6
1.2 Индексы солнечной активности 6
1.3 Возникновение солнечных пятен 9
1.4 Цикличность солнечной активности 10
1.5 Причина цикличности солнечной активности 11
2 Методы цифровой обработки сигналов 13
2.1 Дискретное преобразование Фурье 15
2.1.1 Основные сведения 15
2.1.2 Свойства дискретного преобразования Фурье 17
2.1.3 Алгоритм быстрого преобразования Фурье 18
2.1.4 БПФ с прореживанием по частоте 19
2.1.5 Недостатки преобразования Фурье 21
2.2 Вейвлет-преобразование сигналов 22
2.2.1 Основные сведения 22
2.2.2 Определение вейвлета 23
2.2.3 Свойства вейвлета 26
2.2.4 Выбор вейвлет-функции 28
2.2.5 Непрерывное вейвлет-преобразование (НВП) 30
2.2.6 Масштаб вейвлет-преобразования 31
2.2.7 Алгоритм вейвлет-преобразования 31
2.2.8 Свойства вейвлет-преобразования 32
2.2.9 Достоинства и недостатки вейвлет-преобразований 34
2.3 Преобразование Гильберта-Хуанга 34
2.3.1 Преобразование Гильберта и аналитический сигнал 35
2.3.2 Метод эмпирической модовой декомпозиции сигналов 39
2.3.3 Спектральный анализ Гильберта (HSA) 47
3 Исследование ряда данных солнечных пятен частотно-временными методами в среде Matlab 49
3.1 Быстрое преобразование Фурье 50
3.2. Вейвлет-преобразование 51
3.3 Преобразование Гильберта-Хуанга 54
Заключение 61
Список литературы 62
Приложение
1 Солнечная активность 5
1.1 История наблюдений Солнца 6
1.2 Индексы солнечной активности 6
1.3 Возникновение солнечных пятен 9
1.4 Цикличность солнечной активности 10
1.5 Причина цикличности солнечной активности 11
2 Методы цифровой обработки сигналов 13
2.1 Дискретное преобразование Фурье 15
2.1.1 Основные сведения 15
2.1.2 Свойства дискретного преобразования Фурье 17
2.1.3 Алгоритм быстрого преобразования Фурье 18
2.1.4 БПФ с прореживанием по частоте 19
2.1.5 Недостатки преобразования Фурье 21
2.2 Вейвлет-преобразование сигналов 22
2.2.1 Основные сведения 22
2.2.2 Определение вейвлета 23
2.2.3 Свойства вейвлета 26
2.2.4 Выбор вейвлет-функции 28
2.2.5 Непрерывное вейвлет-преобразование (НВП) 30
2.2.6 Масштаб вейвлет-преобразования 31
2.2.7 Алгоритм вейвлет-преобразования 31
2.2.8 Свойства вейвлет-преобразования 32
2.2.9 Достоинства и недостатки вейвлет-преобразований 34
2.3 Преобразование Гильберта-Хуанга 34
2.3.1 Преобразование Гильберта и аналитический сигнал 35
2.3.2 Метод эмпирической модовой декомпозиции сигналов 39
2.3.3 Спектральный анализ Гильберта (HSA) 47
3 Исследование ряда данных солнечных пятен частотно-временными методами в среде Matlab 49
3.1 Быстрое преобразование Фурье 50
3.2. Вейвлет-преобразование 51
3.3 Преобразование Гильберта-Хуанга 54
Заключение 61
Список литературы 62
Приложение
📖 Введение
Сегодня исследование Солнца становится все более актуальным. Воздействие солнечной активности на климат Земли представляется весьма вероятным, а на целый ряд процессов в околоземном пространстве - бесспорно доказанным. Развитие космической отрасли увеличивает интерес к изучению солнечного климата: необходимо предсказывать поведение Солнца, чтобы вовремя защищать спутники, планетоходы и, самое главное, космонавтов от солнечной радиации. Еще одна причина - пагубное влияние солнечных вспышек на работу электросетей и приборов на Земле. Чтобы сеть не вышла из строя, необходимо ее вовремя отключить, для чего нужно заранее знать о появлении вспышки. Развитие сельского хозяйства так же тесно связано с солнечной активностью. Изучение цикличности солнечной активности имеет большое значение для понимания структуры Солнца и физических процессов, происходящих в нем.
В этой связи активно развиваются методы прогноза солнечной активности и магнитных бурь. Очевидно, что долговременное прогнозирование изменений климата Земли и активности Солнца - фактора, эффективно контролирующего процессы в околоземном пространстве, представляет собой задачу огромной практической важности. Но надёжный и точный долговременный прогноз возможен только при наличии детальной информации об изменениях земного климата в прошлом и их причинах, при понимании сущности процессов, происходящих в атмосфере под действием факторов земного, солнечного и космофизического характера.
Целью настоящей работы является исследование циклов солнечной активности методами цифрового анализа сигналов: быстрого преобразования Фурье, вейвлет-преобразования и преобразования Гильберта-Хуанга.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
• изучить литературу о солнечной активности и цикличности
• изучить методы цифровой обработки данных
• изучить и освоить язык технических расчетов Matlab
• исследовать ряд данных солнечных пятен частотно-временными методами в среде Matlab
• сравнить методы цифрового анализа сигналов между собой, выявить их достоинства и недостатки
В этой связи активно развиваются методы прогноза солнечной активности и магнитных бурь. Очевидно, что долговременное прогнозирование изменений климата Земли и активности Солнца - фактора, эффективно контролирующего процессы в околоземном пространстве, представляет собой задачу огромной практической важности. Но надёжный и точный долговременный прогноз возможен только при наличии детальной информации об изменениях земного климата в прошлом и их причинах, при понимании сущности процессов, происходящих в атмосфере под действием факторов земного, солнечного и космофизического характера.
Целью настоящей работы является исследование циклов солнечной активности методами цифрового анализа сигналов: быстрого преобразования Фурье, вейвлет-преобразования и преобразования Гильберта-Хуанга.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
• изучить литературу о солнечной активности и цикличности
• изучить методы цифровой обработки данных
• изучить и освоить язык технических расчетов Matlab
• исследовать ряд данных солнечных пятен частотно-временными методами в среде Matlab
• сравнить методы цифрового анализа сигналов между собой, выявить их достоинства и недостатки
✅ Заключение
В рамках данного исследования были выполнены следующие задачи:
• изучена литература о солнечной активности и цикличности
• изучены методы цифровой обработки данных
• освоен язык технических расчетов Matlab
• исследован ряд данных солнечных пятен частотно-временными методами в среде Matlab
• произведено сравнение частотно-временных методов между собой
Подводя итог частотно-временному анализу циклов солнечной активности,
можно сделать вывод о том, что были обнаружены следующие циклы солнечной активности:
• методом БПФ: 11-летний, 57-летний, 100-летний и 200-летний циклы,
• методом вейвлет-преобразования: 11-летний, 100-летний, 220-летний и 500-летний циклы,
• методом преобразования Гильберта-Хуанга: полугодичный, 1-летний, 2-летний, 5-летний, 11-летний и 22-летний циклы.
Одновременно тремя методами прослеживается только одиннадцатилетний цикл солнечной активности.
Вейвлет-преобразование и преобразование Г ильберта-Хуанга адекватно (дают новую информацию о; корректно; ) исследуют сигнал солнечной активности. Эти преобразования, в отличие от преобразования Фурье, осуществляют не только частотный анализ сигнала, но и временной, что позволяет применять эти методы к нелинейным и нестационарным сигналам. В ходе работы было выявлено, что HHT имеет лучшую разрешающую способность, чем вейвлет-преобразование. Однако вейвлет-анализ регистрирует большие циклы солнечной активности, а HHT нет. Поэтому, нельзя сказать, что один метод сильно преобладает над другим.
• изучена литература о солнечной активности и цикличности
• изучены методы цифровой обработки данных
• освоен язык технических расчетов Matlab
• исследован ряд данных солнечных пятен частотно-временными методами в среде Matlab
• произведено сравнение частотно-временных методов между собой
Подводя итог частотно-временному анализу циклов солнечной активности,
можно сделать вывод о том, что были обнаружены следующие циклы солнечной активности:
• методом БПФ: 11-летний, 57-летний, 100-летний и 200-летний циклы,
• методом вейвлет-преобразования: 11-летний, 100-летний, 220-летний и 500-летний циклы,
• методом преобразования Гильберта-Хуанга: полугодичный, 1-летний, 2-летний, 5-летний, 11-летний и 22-летний циклы.
Одновременно тремя методами прослеживается только одиннадцатилетний цикл солнечной активности.
Вейвлет-преобразование и преобразование Г ильберта-Хуанга адекватно (дают новую информацию о; корректно; ) исследуют сигнал солнечной активности. Эти преобразования, в отличие от преобразования Фурье, осуществляют не только частотный анализ сигнала, но и временной, что позволяет применять эти методы к нелинейным и нестационарным сигналам. В ходе работы было выявлено, что HHT имеет лучшую разрешающую способность, чем вейвлет-преобразование. Однако вейвлет-анализ регистрирует большие циклы солнечной активности, а HHT нет. Поэтому, нельзя сказать, что один метод сильно преобладает над другим.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.