Frequency Response Estimator
Оцените частотные характеристики объекта в процессе моделирования или в режиме реального времени
- Библиотека:
Simulink Control Design
Описание
Используйте блок Frequency Response Estimator, чтобы выполнить основанную на эксперименте оценку в режиме реального времени с физическим объектом или в модели Simulink® в процессе моделирования. Получить предполагаемую частотную характеристику, блок одновременно:
Вводит синусоидальные тестовые сигналы в объект в номинальной рабочей точке
Собирает данные об ответе от объекта выход
Вычисляет предполагаемую частотную характеристику
Вы задаете частоты, на которых можно встревожить отклик системы меры и объект. Вы инициировали процесс оценки через запустить/остановить сигнал. Этот сигнал позволяет вам запустить оценку в любое время, обычно когда объект в номинальной рабочей точке. Вы останавливаете оценку после того, как частотные характеристики будут сходиться.
Можно использовать онлайновую оценку частотной характеристики с любым устойчивым объектом SISO. Для нестабильного объекта онлайновая оценка работает в настройке с обратной связью, при условии, что замкнутый цикл внутренне устойчив. Система с обратной связью внутренне устойчива, если и только если корни номинального характеристического уравнения с обратной связью все лежат в открытой левой полуплоскости. Для объекта с передаточной функцией G = NG/DG и контроллер C = NC/DC, характеристическое уравнение:
DGDC + NGNC = 0.
На практике это условие означает, что никакие нестабильные полюса в G не стабилизируются удалением нулей-полюсов в GC. Не используйте онлайновую оценку с нестабильным объектом, который не удовлетворяет этому условию.
Можно сгенерировать код и развернуть блок Frequency Response Estimator на оборудовании, чтобы выполнить оценку в режиме реального времени. Блок поддерживает генерацию кода с Simulink Coder™, Embedded Coder® и Simulink PLC Coder™. Это не поддерживает генерацию кода с HDL Coder™.
Для получения дополнительной информации об использовании блока Frequency Response Estimator см.:
Для более общей информации об онлайновой оценке частотной характеристики смотрите Онлайновые Основы Оценки Частотной характеристики.
Порты
Входной параметр
u — Вход Plant перед возмущением
скаляр
Вставьте блок в свою систему, таким образом, что этот порт принимает управляющий сигнал или другой входной сигнал объекта. Например, в настройке с обратной связью, можно соединить этот порт как показано в следующей схеме.
В настройке разомкнутого цикла можно соединить этот входной порт с источником, который управляет объектом к желаемой рабочей точке для оценки. Например, можно использовать набор блока Constant для соответствующего значения.
Типы данных: single | double
y — Plant выход
скаляр
Соедините этот порт с объектом выход.
Типы данных: single | double
start/stop — Запустите и остановите эксперимент оценки
скаляр
Чтобы запустить и остановить процесс оценки, обеспечьте сигнал в start/stop порт. Когда значение сигнала изменяется от:
Отрицательный или нуль к положительному, эксперимент запускается
Положительный отрицательному или нулю, остановкам эксперимента
Как правило, можно использовать сигнал, который изменяется с 0 до 1, чтобы запустить эксперимент, и от 1 до 0, чтобы остановить его. Когда эксперимент не запускается, блок не добавляет возмущения в порте u + Δu или Δu. В этом состоянии блок не оказывает влияния на поведение объекта.
Запустите эксперимент, когда объект будет в желаемой рабочей точке равновесия. В настройке с обратной связью используйте контроллер, чтобы управлять объектом к рабочей точке. В настройке разомкнутого цикла можно использовать исходный блок, соединенный с u, чтобы управлять объектом к рабочей точке.
Позвольте эксперименту, запускаемому достаточно долго для алгоритма, чтобы собрать достаточные данные для хорошей оценки на всех частотах, которые это зондирует. Блок отображает рекомендуемую продолжительность эксперимента в разделе Experiment Length параметров блоков. Это значение основано на режиме эксперимента и частотах, которые вы задаете для эксперимента.
Когда Experiment mode является Sinestream, рекомендуемая продолжительность эксперимента:
где:
ωi является i th частота, заданная в параметре Frequencies (в rad/s).
Nfreq является количеством частот в Frequencies.
N set, i является соответствующим значением параметра Number of settling periods.
N estim, i является соответствующим значением параметра Number of estimation periods.
Ts является временем выборки эксперимента, заданным параметром Sample time (Ts).
Когда Experiment mode является Superposition, рекомендуемая продолжительность эксперимента является шесть раз самым длинным периодом. Если ваша система не требует большого количества времени для затухания переходных процессов или для усреднения далеко шума, то можно использовать более короткую продолжительность эксперимента. Для получения дополнительной информации о том, как определить продолжительность эксперимента в режиме суперпозиции, смотрите Окно Продолжительности и Сбора данных Эксперимента в Режиме Суперпозиции.
Избегайте любого воздействия загрузки к объекту во время эксперимента. Загрузите воздействие, может исказить объект выход и уменьшать точность оценки частотной характеристики.
Типы данных: single | double
w — Частоты для эксперимента оценки
вектор
Предоставьте значение для параметра Frequencies. Смотрите, что параметр для получения информации о том, как выбрать частоты.
Когда вы предоставляете частоты через этот порт, задаете количество частот параметром Number of frequencies in the excitation signal.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, в Excitation Signal Source, выбирают External ports.
Типы данных: single | double
amp — Амплитуды возмущения
скаляр | вектор
Предоставьте значение для параметра Amplitudes. Смотрите тот параметр для деталей.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, в Excitation Signal Source, выбирают External Ports.
Типы данных: single | double
Вывод
u + Δu — Встревоженный объект вводится
скаляр
Вставьте блок в свою систему, таким образом, что этот порт кормит входным сигналом ваш объект, такой как в следующей схеме.
Когда эксперимент запускается (положительный start/stop), блок вводит тестовые сигналы в объект в этом порте. Если вы имеете насыщение или ограничение скорости, защищающее объект, питаете сигнал от u + Δu в него.
Когда эксперимент не запускается (нуль start/stop или отрицательный), сигналы передач блока, неизменные от u до u + Δu. В этом состоянии блок не оказывает влияния на объект.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, в Output Signal Configuration, выбирают control action + perturbation.
Типы данных: single | double
Δu — Объект ввел возмущение
скаляр
Блок генерирует сигнал возмущения в этом порте. Как правило, вы вводите возмущение от этого порта через блок суммы, как показано в следующей схеме.
Когда эксперимент запускается (положительный start/stop), блок генерирует сигналы возмущения в этом порте.
Когда эксперимент не запускается (нуль start/stop или отрицательный), сигнал в этом порте является нулем. В этом состоянии блок не оказывает влияния на объект.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, в Output Signal Configuration, выбирают perturbation only.
Типы данных: single | double
data — Данные об эксперименте
шина
Сигнал в этом порте содержит данные, которые блок собирает во время эксперимента оценки частотной характеристики, включая возмущение, сигнал применился к объекту и измеренному ответу объекта. Используйте этот порт, когда это необходимо, чтобы регистрировать данные об эксперименте для дальнейшего использования. Например, можно сохранить ресурсы в развернутой среде путем регистрации данных и выполнения оценки оффлайн (см. Estimation Mode). Существует два способа получить доступ к данным об эксперименте частотной характеристики.
Используйте блок To Workspace, чтобы записать данные в рабочую область MATLAB® как структура, содержащая данные о timeseries. Параметром Save format блока To Workspace должен быть
Timeseries. Структура имеет следующие поля:Ready— Логический сигнал, указывающий, какие временные шаги включены в расчет оценки (1) и которые исключены (0). Например, для sinestream режима, этот сигнал равняется 1 только для данных, которые находятся в пределах периодов, определенных параметрами Number of estimation periods и Number of settling periods. В режиме суперпозиции сигнал равняется 1 только для данных, которые находятся в пределах окна, описанного в Окне Продолжительности и Сбора данных Эксперимента в Режиме Суперпозиции.Perturbation— Синусоидальные возмущенияΔuпримененный объектPlantInput— Входной сигнал объектаu + Δu, гдеuсигнал, собранный во входном порту блока yPlantOutput— Выходной сигнал объекта, собранный во входном порту блока y
Используйте регистрацию данных Simulink, чтобы записать данные в рабочую область как
Simulink.SimulationData.Datasetобъект. В этом случае структура, содержащая эти четыре сигнала timeseries, хранится вValuesполе получившегося набора данных. Например, предположите, что модель сконфигурирована, чтобы сохранить записанные данные в переменнуюlogsout, и data является единственным регистрируемым портом. В этом случае структура содержится вlogsout{1}.Values.
Можно использовать данные из этого порта, чтобы выполнить оценку частотной характеристики оффлайн. Например, можно вычислить предполагаемую частотную характеристику в MATLAB путем передачи структуры frestimate команда. Для получения дополнительной информации о доступе и использовании данных об эксперименте, смотрите, Собирают Данные об Эксперименте Частотной характеристики для Оффлайновой Оценки.
Типы данных: single | double
frd — Предполагаемые частотные характеристики
вектор
Сигнал в этом порте содержит предполагаемые частотные характеристики объекта в векторе с одной записью для каждой частоты, заданной в параметре Frequencies. Можно записать этот сигнал в рабочее пространство MATLAB с помощью блока To Workspace или использовать регистрацию данных Simulink, чтобы записать данные в рабочую область как Simulink.SimulationData.Dataset объект.
Как правило, лучшая оценка достигается в конце эксперимента. По этой причине вы не можете должны быть регистрировать все исторические данные в этом порте. Вместо этого можно отбросить значения для каждого временного шага кроме последнего. Например, в блоке To Workspace, можно установить параметр Limit data points to last на 1. Затем когда эксперимент заканчивается, получившаяся переменная рабочей области содержит вектор комплексных чисел, один для каждой частоты, заданной в параметре Frequencies.
Зависимости
Чтобы включить этот порт, установите Estimation Mode на Online.
Типы данных: single | double
Параметры
Sample time (Ts) — Шаг расчета эксперимента
0.1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина | –1
Блок является блоком дискретного времени, который запускается в фиксированном шаге расчета, заданном этим параметром. Самая большая частота, которую можно оценить, является частотой Найквиста, π/Ts rad/s. Лучшая практика состоит в том, чтобы использовать время выборки по крайней мере в пять раз быстрее, чем частота Найквиста,
Ts = π / (5ωmax) ≅ 0.6/ωmax или 0.1/fmax,
где, где ωmax является самой высокой частотой в Frequencies в rad/s, и fmax является самой высокой частотой в Гц. Шаг расчета должен быть малым достаточно, чтобы оценить самую быструю желаемую частоту, но не столь маленький, чтобы ввести ненужную вычислительную нагрузку.
Если вы устанавливаете шаг расчета на –1, то программное обеспечение определяет шаг расчета на компиляции, на основе источников вне блока. Установка шага расчета к –1 отключает внутренние регистрации блока, которые гарантируют, что ваши частоты оценки ниже частоты Найквиста.
Совет
Если вы хотите запустить развернутый блок с различными шагами расчета в вашем приложении, установите этот параметр на –1 и поместите блок в Triggered Subsystem. Затем инициируйте подсистему в желаемом шаге расчета. Если вы не планируете изменить шаг расчета после развертывания, задайте фиксированный и конечный шаг расчета.
Программируемое использование
Параметры блоков:
DiscreteTs |
| Ввод: скаляр |
| Положительная скалярная величина значения | –1 |
| Значение по умолчанию: 0.1 |
Output Signal Configuration — Обеспечьте управляющий сигнал плюс возмущение или возмущение только
control action + perturbation (значение по умолчанию) | perturbation only
По умолчанию блок берет управляющий сигнал в качестве входа и обеспечивает управляющий сигнал плюс возмущение эксперимента в порте u+Δu. Вы затем подаете этот сигнал во вход объекта, как показано в следующей схеме.
Эта настройка по умолчанию требует вставки блока между контроллером и объектом. Если вы хотите добавить сигнал возмущения в управляющий сигнал сами, выберите perturbation only. В этой настройке блок выход содержит сигнал возмущения только в порте Δu. Вы вводите этот сигнал возмущения в использование объекта, например, блок суммы, как в следующей схеме.
В этой настройке, потому что Frequency Response Estimator не является частью замкнутого цикла, можно опционально прокомментировать его, не разрушая настройку цикла.
Data Type — Точность с плавающей точкой
double (значение по умолчанию) | single
Задайте точность с плавающей точкой на основе среды симуляции или требований к аппаратным средствам.
Программируемое использование
Параметры блоков:
BlockDataType |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'double' | 'single'
|
Значение по умолчанию:
'double' |
Excitation signal source — Источник сигнала возбуждения
Block parameters (значение по умолчанию) | External ports
Задайте, предоставить ли частоты и амплитуды сигнала возмущения эксперимента через параметры блоков или через внешние порты.
Block parameters — Выберите, чтобы включить параметры Amplitudes и Frequencies.
External ports — Выберите, чтобы включить входные порты amp и w. Используйте эту опцию, если вы хотите изменить частоты и амплитуды сигнала возмущения после развертывания.
Программируемое использование
Параметры блоков:
SineSource |
| Ввод: вектор символов, строка |
Значения:
'Block parameters' | 'External ports'
|
Значение по умолчанию:
'Block parameters' |
Frequencies — Частоты для оценки
[0.5 1 2] (значение по умолчанию) | вектор
Частоты, на которых можно оценить частотную характеристику объекта. Блок вводит возмущение на каждой из этих частот, любой одновременно (когда Experiment mode является Superposition), или последовательно (Experiment mode является Sinestream). Самая высокая частота, которую можно оценить, ограничивается частотой Найквиста, π/Ts rad/s, где Ts является значением, вы устанавливаете для параметра Sample time (Ts).
Когда Experiment mode является Superposition:
Чтобы обеспечить разумную быстроту сходимости и точность оценки, это типично, чтобы использовать приблизительно 20-30 частот в оценке. Лучшая практика состоит в том, чтобы задать не больше, чем приблизительно 50 частот.
Лучшая практика состоит в том, чтобы ограничить область значений между самой низкой и самой высокой частотой к не больше, чем приблизительно двум десятилетиям. Этот предел уменьшает шанс, что ответы некоторых частот являются столь доминирующими, что они повреждают оценку ответов на других частотах.
Попытка линеаризовать модель, содержащую блок Frequency Response Estimator с помощью режима суперпозиции и больше чем 50 частот, может сгенерировать ошибку. Состояния ошибки "Модель содержат слишком много элементов для линеаризации. Уменьшайте размер модели". Чтобы завершить линеаризацию, необходимо или прокомментировать блок средства оценки частотной характеристики или сократить количество частот.
Когда Experiment mode является Sinestream, нет никакого рекомендуемого предела на номере или области значений частот. Однако из-за последовательной природы sinestream возмущения, каждая точка частоты вы добавляете увеличения необходимое время эксперимента (см. входной порт start/stop для деталей). Далее, также-широкий-спектр частот требует, чтобы вы использовали быстрый шаг расчета в высоких частотах, который неэффективен для более низких частот.
В любом режиме, когда вы используете блок в настройке с обратной связью, частоты намного выше, чем пропускная способность разомкнутого цикла могут привести к менее точной оценке.
Советы
Этот параметр не является настраиваемым. Чтобы обеспечить частоты после развертывания, установите Excitation Signal Source на External ports и используйте входной порт w. Для получения дополнительной информации смотрите, Развертывают Алгоритм Оценки Частотной характеристики для Использования В реальном времени.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Excitation Signal Source на Block parameters.
Программируемое использование
Параметры блоков:
Frequencies |
| Ввод: вектор |
| Значения: положительные действительные значения |
Значение по умолчанию:
'[0.5 1 2]' |
Frequency units — Единицы частоты
rad/s (значение по умолчанию) | Hz
Укажите, исчисляются ли значения параметра Frequencies в радианах в секунду или Герц.
Чтобы включить этот параметр, установите Excitation Signal Source на Block parameters.
Программируемое использование
Параметры блоков:
FreqUnits |
| Ввод: строка, вектор символов |
Значения:
'rad/s', 'Hz' |
Значение по умолчанию:
'rad/s' |
Amplitudes — Амплитуды введенных возмущений
1 (значение по умолчанию) | скаляр | вектор
Задайте амплитуды сигналов возмущения, введенных в объект. Чтобы использовать ту же амплитуду во всех частотах, задайте скалярное значение. Если вы знаете, что ответ значительно изменяется в области значений частот, чтобы оценить, то можно использовать вектор, чтобы задать различную амплитуду для каждой частоты. Например, можно использовать меньшее значение вокруг известных резонансных частот и большее значение выше частоты спада. Вектор должен быть той же длиной как вектор, вы предусматриваете Frequencies.
Амплитуды должны быть:
Достаточно большой, что возмущение преодолевает любую мертвую зону в приводе объекта и генерирует ответ выше уровня шума
Достаточно маленький, чтобы поддерживать объект в рабочем состоянии приблизительно в линейной области около номинальной рабочей точки и постараться не насыщать ввод или вывод объекта
Когда Experiment mode является Superposition, синусоидальные сигналы накладываются без сдвига фазы. Таким образом максимальное возмущение может превысить амплитуду любого отдельного компонента до суммы всех амплитуд. Убедитесь, что крупнейшее возмущение в области значений вашего привода объекта. Насыщение привода может ввести ошибки в предполагаемую частотную характеристику.
Совет
Этот параметр не является настраиваемым. Чтобы обеспечить амплитуды после развертывания, установите Excitation Signal Source на External ports и используйте входной порт amp. Для получения дополнительной информации смотрите, Развертывают Алгоритм Оценки Частотной характеристики для Использования В реальном времени.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Excitation Signal Source на Block parameters.
Программируемое использование
Параметры блоков:
Amplitudes |
| Ввод: скаляр, вектор |
Значение по умолчанию:
'1' |
Number of frequencies in the excitation signal — Количество внешне предоставленных частот
3 (значения по умолчанию) | положительное целое число
Когда вы обеспечиваете частоты эксперимента через внешний порт w, задаете количество частот (длина векторного сигнала в w) этим параметром.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите Excitation Signal Source на External ports.
Программируемое использование
Параметры блоков:
NumOfFreq |
| Ввод: скаляр |
Значение по умолчанию:
'3' |
Experiment mode — Режим Experiment
Sinestream (значение по умолчанию) | Superposition
Задайте, применяется ли возмущение на каждой частоте последовательно (Sinestream) или одновременно (Superposition).
Sinestream — В этом режиме возмущение применяется на каждой частоте отдельно. Вы задаете сколько периодов на каждой частоте, чтобы позволить системе улаживать использование параметра Number of settling periods. Задайте сколько периодов, чтобы измерить ответ с помощью параметра Number of estimation periods. Для получения дополнительной информации о сигналах sinestream для оценки, см. Входные сигналы Sinestream.
Superposition — В этом режиме сигнал возмущения включает все заданные частоты целиком. Для оценки частотной характеристики в векторе частот ω = [ω 1, …, ωN] в амплитудах A = [A 1, …, AN], сигнал возмущения:
Лучшая практика состоит в том, чтобы использовать не больше, чем приблизительно 50 частот в сигнале суперпозиции.
Режим Sinestream может быть более точным и может разместить более широкую область значений частот, чем режим Superposition (см. параметр Frequencies). режим Sinestream может также быть менее навязчивым, потому что общий размер возмущения никогда не больше, чем значения, заданные параметром Amplitudes. Однако из-за последовательной природы sinestream возмущения, каждая точка частоты вы добавляете увеличения рекомендуемое время эксперимента (см. входной порт start/stop для деталей). Таким образом эксперимент оценки обычно намного быстрее в режиме Superposition удовлетворительными результатами.
Совет
Попытка линеаризовать модель, содержащую блок Frequency Response Estimator с помощью режима суперпозиции и больше чем 50 частот, может сгенерировать ошибку. Состояния ошибки "Модель содержат слишком много элементов для линеаризации. Уменьшайте размер модели". Чтобы завершить линеаризацию, необходимо или прокомментировать блок средства оценки частотной характеристики или сократить количество частот.
Программируемое использование
Параметры блоков:
ExperimentMode |
| Ввод: вектор символов, строка |
Значения:
'Sinestream' | 'Superposition'
|
Значение по умолчанию:
'Sinestream' |
Number of settling periods — Количество периодов, чтобы ожидать урегулирования переходных процессов
2 (значения по умолчанию) | положительное целое число | вектор положительных целых чисел
В режиме эксперимента sinestream блок вводит отдельные возмущения на каждой частоте, которую вы задаете в Frequencies. Используйте Number of settling periods, чтобы задать, сколько времени ожидать на каждой частоте перед начинающейся оценкой на той частоте. Ожидание позволяет любым переходным процессам в ответе объекта затухать далеко, улучшая точность предполагаемой частотной характеристики. Ожидание большего количества периодов может улучшить точность оценки, но также и увеличивает время эксперимента.
Чтобы использовать то же количество обосновывающихся периодов для всех частот, задайте значение положительной скалярной величины. Если вы знаете, что переходные процессы обосновываются на различных уровнях в области значений частот, чтобы оценить, то можно использовать вектор, чтобы задать различное количество обосновывающихся периодов для каждой частоты.
Для получения дополнительной информации о сигналах sinestream для оценки, см. Входные сигналы Sinestream.
Настраиваемый: да
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, в Experiment Mode, выбирают Sinestream.
Программируемое использование
Параметры блоков:
NumOfSetPeriod |
| Ввод: целое число, вектор целых чисел |
Значение по умолчанию:
'2' |
Number of estimation periods — Количество периодов после урегулирования, чтобы использовать в оценке
4 (значения по умолчанию) | целое число ≥ 2 | вектор целых чисел
В режиме эксперимента sinestream блок вводит отдельные возмущения на каждой частоте, которую вы задаете в Frequencies. Используйте Number of estimation periods, чтобы задать сколько периодов введенного сигнала использовать в оценке на каждой частоте. Используя большее количество периодов может улучшить точность оценки, но также и увеличивает время эксперимента.
Чтобы использовать то же количество периодов оценки для всех частот, задайте скалярное значение, больше, чем или равный 2. Можно использовать вектор, чтобы задать различное количество обосновывающихся периодов для каждой частоты. Этот подход полезен, когда вы знаете, что ваша система является менее шумной на некоторых частотах, или вы менее обеспокоены точностью на некоторых частотах.
Для получения дополнительной информации о сигналах sinestream для оценки, см. Входные сигналы Sinestream.
Настраиваемый: да
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, в Experiment Mode, выбирают Sinestream.
Программируемое использование
Параметры блоков:
NumOfEstPeriod |
| Ввод: целое число, вектор целых чисел |
Значение по умолчанию:
'4' |
Number of periods of the lowest frequency used for estimation — Длительность окна сбора данных
3 (значения по умолчанию) | целое число между 1 и 5
В режиме эксперимента суперпозиции блок применяет возмущения на всех частотах одновременно, в то время как эксперимент запускается. Блок использует этот параметр, чтобы определить сколько времени окно сбора данных, чтобы использовать в оценке. Для получения дополнительной информации об окне сбора данных, смотрите Окно Продолжительности и Сбора данных Эксперимента в Режиме Суперпозиции.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, в Experiment Mode, выбирают Superposition.
Программируемое использование
Параметры блоков:
NumOfSlowestPeriod |
| Ввод: целое число |
Значение по умолчанию:
'3' |
Estimation mode — Выполняет ли блок оценку или только собирает данные об ответе
Online (значение по умолчанию) | Offline
Задайте, выполнить ли расчет оценки частотной характеристики онлайн или собрать данные частотной характеристики только для более поздней оффлайновой оценки.
Online — Блок собирает данные об эксперименте и вычисляет предполагаемую частотную характеристику, в то время как эксперимент запускается. Можно получить получившуюся предполагаемую частотную характеристику в порте frd (см. то описание порта для получения дополнительной информации).
Offline — Блок собирает данные об эксперименте только и не вычисляет предполагаемую частотную характеристику. Можно получить данные об эксперименте в порте data (см. то описание порта для получения дополнительной информации). Можно затем выполнить оценку частотной характеристики оффлайн. Например, можно использовать данные в MATLAB, чтобы вычислить предполагаемую частотную характеристику с
frestimateкоманда. Для получения дополнительной информации смотрите, Собирают Данные об Эксперименте Частотной характеристики для Оффлайновой Оценки.
Программируемое использование
Параметры блоков:
EstimationMode |
| Ввод: вектор символов, строка |
Значения:
'Online' | 'Offline'
|
Значение по умолчанию:
'Online' |
Display Bode plot — Постройте оцененную частотную характеристику
off (значение по умолчанию) | on
Выберите, чтобы сгенерировать Диаграмму Боде, показывающую предполагаемую частотную характеристику. График обновляется периодически во время эксперимента оценки. Если вы имеете модель LTI, представляющую ожидаемый ответ объекта или другую соответствующую базовую линию, включаете его на графике для ссылки с помощью Базового параметра модели объекта управления.
Советы
Чтобы ускорить обрезку или линеаризацию модели, содержащей блок Frequency Response Estimator, очистите этот параметр.
Программируемое использование
Параметры блоков:
UseBodePlot |
| Ввод: вектор символов, строка |
Значения:
'off' | 'on'
|
Значение по умолчанию:
'off' |
Baseline plant model — Базовая модель для Диаграммы Боде
[] (значение по умолчанию) | модель LTI
Задайте базовую модель, чтобы построить с предполагаемой частотной характеристикой. Используйте модель LTI, такую как tf, ss, или frd модель.
Пример: tf(10,[1 10 1000])
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, выберите Display Bode plot.
Программируемое использование
Параметры блоков:
BaselinePlant |
| Ввод: модель LTI |
Значение по умолчанию:
'[]' |
Refresh plot every N*Ts seconds where N is — Как часто обновить Диаграмму Боде
100 (значений по умолчанию) | скаляр
Во время эксперимента оценки частотной характеристики блок обновляет Диаграмму Боде с предполагаемыми частотными характеристиками так часто, как вы задаете этим параметром. Увеличьте значение, если обновление Диаграммы Боде занимает слишком много времени.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, выберите Display Bode plot.
Программируемое использование
Параметры блоков:
PlotRefreshFactor |
| Ввод: целое число |
Значение по умолчанию:
'100' |
Примеры модели
Больше о
Продолжительность эксперимента и окно сбора данных в режиме суперпозиции
Блок предоставляет возмущение Δu на время эксперимента (в то время как запустить/остановить сигнал положителен). Блок определяет, сколько времени ожидать системных переходных процессов, чтобы замереть и сколько циклов, чтобы использовать в оценке как показано следующий рисунок.
Texp является длительностью эксперимента, которую вы задаете со своей настройкой запустить/остановить сигнала (См. описание порта start/stop на странице с описанием блока для получения дополнительной информации). Для расчета оценки блок использует только данные, собранные в окне NlongestP. Здесь, P является периодом самой медленной частоты в векторе частоты ω, и Nlongest является значением параметров блоков Number of periods of the lowest frequency used for estimation. Любые циклы перед этим окном отбрасываются. Таким образом, время урегулирования Tsettle = Texp – NlongestP. Если вы знаете, что ваша система обосновывается быстро, можно сократить Texp, не изменяя Nlongest, чтобы эффективно сократить Tsettle. Если ваша система является шумной, можно увеличить Nlongest, чтобы получить больше усреднения в окне сбора данных. Так или иначе всегда выбирайте Texp достаточно долго для достаточного урегулирования и достаточного сбора данных. Рекомендуемый Texp = 2NlongestP.
Алгоритмы
Режим Sinestream
Когда Experiment mode является Sinestream, блок использует метод корреляционного анализа. В этом методе измеренный объект выход y (t) смешан с сигналом синуса и сигналом косинуса на тестовой частоте ω. Получившийся сигнал затем интегрирован и усреднен какое-то время T = N (2π/ω), где N является целочисленным значением параметра Number of estimation periods. Эти операции показывают в следующей схеме.
Как время усреднения увеличения T, вклад компонентов в y (t) на частотах кроме ω переходит к нулю. R (T) и I (T) становится постоянным и может использоваться, чтобы вычислить частотную характеристику объекта в ω. Для получения дальнейшей информации см. [1].
Ссылки
[1] Wellstead, P. E. “анализ частотной характеристики”. Технический отчет 10, инструменты Solartron, Хэмпшир, Англия, 1997.