Представление данных в рабочем пространстве MATLAB

Представление данных временного интервала

Данные временного интервала состоят из одной или нескольких входных переменных u (t) и одна или несколько выходных переменных y (t), произведенный как функция времени. Если нет никакой входной переменной, смотрите Представление данных Timeseries.

Необходимо организовать данные о вводе/выводе временного интервала в следующем формате:

Для single-input/single-output (SISO) данные значения выборочных данных должны удвоить вектор-столбцы.
Для мультивхода/мультивыхода (MIMO) данные с входными параметрами _Ню и _Ny выходные параметры, и _{не уточнено} количество выборок данных (измерения):
- Входные данные должны быть матрицей _{нс ню}
- Выходные данные должны быть матрицей _{нс ny}

Чтобы использовать данные временного интервала в идентификации, необходимо знать шаг расчета. Если вы работаете с однородно выборочными данными, используйте фактический шаг расчета из своего эксперимента. Каждое значение данных присвоено момент времени, который вычисляется со времени начала и шага расчета. Можно работать с неоднородно выборочными данными только в командной строке путем определения вектора моментов времени с помощью SamplingInstants свойство iddata, как описано в Построении Объекта iddata для Данных Временного интервала.

Для моделей непрерывного времени необходимо также знать, что входное междемонстрационное поведение, такое как нулевой порядок содержат и задержка первого порядка.

Для получения дополнительной информации об импортировании данных в MATLAB^®, см. Импорт и экспорт данных (MATLAB).

После того, как вы имеете переменные в рабочем пространстве MATLAB, импортируете их в приложение System Identification или создаете объект данных для работы в командной строке. Для получения дополнительной информации смотрите, Импортируют Данные Временного интервала во Временной и частотный диапазон Приложения и Представления Используя Объекты iddata.

Представление данных timeseries

Данные timeseries являются временным интервалом или данными частотного диапазона, которые состоят из одних или нескольких выходных параметров y (t) без соответствующего входа. Для получения дополнительной информации о том, как получить идентификационные данные, смотрите Способы Получить Идентификационные данные.

Необходимо организовать данные timeseries в следующем формате:

Для single-input/single-output (SISO) данные значения выходных данных должны быть вектор-столбцом.
Для данных с _Ny выходные параметры выход является матрицей _{нс ny}, где _{не уточнено} количество выборок выходных данных (измерения).

Чтобы использовать данные timeseries в идентификации, вам также нужен шаг расчета. Если вы работаете с однородно выборочными данными, используйте фактический шаг расчета из своего эксперимента. Каждое значение данных присвоено шаг расчета, который вычисляется со времени начала и шага расчета. Если вы работаете с неоднородно выборочными данными в командной строке, можно задать вектор моментов времени с помощью iddata SamplingInstants свойство, как описано в Построении Объекта iddata для Данных Временного интервала. Обратите внимание на то, что оценка модели не может быть выполнена с помощью неоднородно выборочных данных.

Для получения дополнительной информации об импортировании данных в рабочее пространство MATLAB, см. Импорт и экспорт данных (MATLAB).

Для получения информации об оценке параметров модели timeseries смотрите Анализ Временных рядов.

Представление данных частотного диапазона

Frequency-domain data состоит или из преобразованных сигналов временной области ввода и вывода или из системной частотной характеристики, произведенной как функция частоты независимой переменной.

Представление Сигнала ввода/вывода частотного диапазона

Что ввод/вывод Частотного диапазона является Сигналом?. Данные частотного диапазона являются преобразованием Фурье сигналов временной области ввода и вывода. Для сигналов непрерывного времени определяется следующим образом преобразование Фурье по целой оси времени:

$\begin{array}{l} Y (i w) = \int_{- \infty}^{\infty} y (t) e^{- i w t} d t \\ U (i w) = \int_{- \infty}^{\infty} u (t) e^{- i w t} d t \end{array}$

В контексте численных расчетов непрерывные уравнения заменяются их дискретизированными эквивалентами, чтобы обработать значения дискретных данных. Для системы дискретного времени с шагом расчета T, частотный диапазон выход Y ^(eiw) и вход U ^(eiw) являются дискретным временем преобразованием Фурье (TDFT):

$Y (e^{i w T}) = T \sum_{k = 1}^{N} y (k T) e^{- i w k T}$

В этом примере, k = 1,2,...,N, где N количество выборок в последовательности.

Примечание

Эта форма только дискретизирует время. Частота непрерывна.

На практике преобразование Фурье не может быть обработано для всех непрерывных частот, и необходимо задать конечное число частот. Дискретное преобразование Фурье (DFT) данных временного интервала для равномерно распределенных частот N между 0 и частота дискретизации 2π/N:

$\begin{array}{l} Y (e^{i w_{n} T}) = \sum_{k = 1}^{N} y (k T) e^{- i w_{n} k T} \\ w_{n} = \frac{2 π n}{T} n = 0, 1, 2, \dots, N - 1 \end{array}$

ДПФ полезен, потому что это может быть вычислено очень эффективно с помощью метода быстрого преобразования Фурье (FFT). Преобразования Фурье входных и выходных данных являются комплексными числами.

Для получения дополнительной информации о том, как получить идентификационные данные, смотрите Способы Получить Идентификационные данные.

Как Представлять Данные Частотного диапазона в MATLAB. Необходимо организовать данные частотного диапазона в следующем формате:

Ввод и вывод
- Для single-input/single-output (SISO) данные:
  - Входные данные должны быть вектор-столбцом, содержащим значения $u (e^{i ω k T})$
  - Выходные данные должны быть вектор-столбцом, содержащим значения
  k=1, 2..., _Nf, где _Nf является количеством частот.
- Для данных о мультивходе/мультивыходе с входными параметрами _Ню, _Nyвыходные параметры и измерения частоты _Nf:
  - Входные данные должны быть матрицей _{Nf ню}
  - Выходные данные должны быть матрицей _{Nf ny}
Частоты
- Должен быть вектор-столбец.

После того, как вы имеете переменные в рабочем пространстве MATLAB, импортируете их в приложение System Identification или создаете объект данных для работы в командной строке. Для получения дополнительной информации смотрите Сигналы ввода/вывода Частотного диапазона Импорта в Приложение и Представление Временного и частотного диапазона Используя Объекты iddata.

Представление данных частотной характеристики

Что такое Данные Частотной характеристики?. Данные частотной характеристики, также названные функциональными частотой данными, состоят из комплексных значений частотной характеристики для линейной системы, охарактеризованной ее передаточной функцией G. Данные частотной характеристики говорят вам, как система обрабатывает синусоидальные входные параметры. Можно измерить значения данных частотной характеристики непосредственно с помощью спектра анализатор, например, который обеспечивает компактное представление отношения ввода - вывода (по сравнению с хранением ввода и вывода независимо).

Передаточная функция G является оператором, который берет вход u линейной системы к выходу y:

$y = G u$

Для системы непрерывного времени передаточная функция связывает Преобразования Лапласа входа U (s) и выход Y (s):

$Y (s) = G (s) U (s)$

В этом случае функция частоты G (iw) является передаточной функцией, оцененной на мнимой оси s=iw.

Для системы дискретного времени, произведенной с временным интервалом T, передаточная функция связывает Z-преобразования входа U (z) и выход Y (z):

$Y (z) = G (z) U (z)$

В этом случае функция частоты G ^(eiwT) является передаточной функцией G (z) оцененный на модульном круге. Аргумент функции частоты G ^(eiwT) масштабируется шагом расчета T, чтобы сделать функцию частоты периодической с частотой дискретизации $\frac{2 π}{T}$ .

Когда вход к системе является синусоидой определенной частоты, выход является также синусоидой с той же частотой. Амплитуда выхода $| G |$ времена амплитуда входа. Фаза переключенного от входа $φ = аргумент G$ . G оценен на частоте входной синусоиды.

Данные частотной характеристики представляют (непараметрическую) модель отношения между входом и выходными параметрами как функция частоты. Вы можете использовать такую модель, которая состоит из таблицы или графика значений, чтобы изучить системную частотную характеристику. Однако эта модель не подходит для симуляции и прогноза. Необходимо создать параметрическую модель из данных частотной характеристики.

Как Представлять Данные Частотной характеристики в MATLAB. Можно представлять данные частотной характеристики двумя способами:

Комплексные числа G ^(eiω), для данных частот ω
Амплитуда $| G |$ и сдвиг фазы $φ = аргумент G$ значения

Можно импортировать обоих форматы непосредственно в приложении System Identification. В командной строке необходимо представлять комплексные данные с помощью frd или idfrd объект. Если данные находятся в амплитуде и формате фазы, преобразуйте его, чтобы объединить вектор частотной характеристики, использующий h (ω) = (ω) ^ejϕ(ω).

Необходимо организовать данные частотной характеристики в следующем формате:

Представление данных частотной характеристики	Для данных об Одно Входе Одно Выходе (SISO)	Для данных о Мультивходе мультивыходе (MIMO)
Комплексные числа	Функция частоты должна быть вектор-столбцом. Значения частоты должны быть вектор-столбцом.	Функцией частоты должен быть _Ny _ню _Nf массивом, где _Ню является количеством входных параметров, _Ny является количеством выходных параметров, и _Nf является количеством измерений частоты. Значения частоты должны быть вектор-столбцом.
Амплитуда и фаза переключают значения	Амплитуда и фаза должны каждый быть вектор-столбцом. Значения частоты должны быть вектор-столбцом.	Амплитудой и фазой должен каждый быть _Ny _ню _Nf массивом, где _Ню является количеством входных параметров, _Ny является количеством выходных параметров, и _Nf является количеством измерений частоты. Значения частоты должны быть вектор-столбцом.

После того, как вы имеете переменные в рабочем пространстве MATLAB, импортируете их в приложение System Identification или создаете объект данных для работы в командной строке. Для получения дополнительной информации об импортировании данных в приложение, смотрите Импортирующие Данные Частотной характеристики в Приложение. Чтобы узнать больше о создании объекта данных, смотрите, что Данные Частотной характеристики Представления Используют Объекты idfrd.

Документация