Основы оценки частотной характеристики

Частотная характеристика описывает установившийся ответ системы к синусоидальным входным параметрам. Simulink® Control Design™ позволяет вам оценить частотную характеристику модели или выполнить онлайновую оценку физического объекта. Результатом является модель частотной характеристики, сохраненная как frd объект модели. Приложения моделей частотной характеристики включают:

  • Подтвердите точные результаты линеаризации. Оценка частотной характеристики использует различный алгоритм, чтобы вычислить линейное приближение модели и служит независимым тестом точной линеаризации.

  • Анализируйте линейную динамику модели или спроектируйте контроллер для объекта, представленного предполагаемой частотной характеристикой.

  • Оцените параметрическую модель с помощью программного обеспечения System Identification Toolbox™.

Модели частотной характеристики

Рассмотрите применение синусоидального входа частоты ω к линейной системе:

u(t)=Ausinωt.

Результатом является выход, который является также синусоидой с той же частотой, но с различной амплитудой и фазой θ:

y(t)=Aysin(ωt+θ).

Частотная характеристика для устойчивой системы описывает амплитудное изменение и сдвиг фазы как функция частоты. Если Y (s) и U (s) являются Преобразования Лапласа y (t) и u (t), соответственно, то G (s):

G(s)=Y(s)U(s),

где

|G(s)|=|G(jω)|=AyAu,θ=Y(jω)X(jω)=tan1( Im[G(jω)]Ре[G(jω)]).

frd модель, которую вы получаете от оценки частотной характеристики, содержит G (s), оцененный на особых частотах. Несмотря на то, что ваш Simulink обычно нелинеен, вы обычно выполняете оценку в установившейся рабочей точке. Если прикладное возмущение мало, получившийся frd модель является приближением линеаризовавшего ответа в той номинальной рабочей точке.

Оффлайновая и онлайновая оценка

Simulink Control Design позволяет вам:

  • Оцените частотную характеристику системы, смоделированной в Simulink, не изменяя модель. Этот подход иногда называется оценкой частотной характеристики offline.

  • Оцените частотную характеристику физического объекта во время работы в режиме реального времени. Этот подход называется оценкой частотной характеристики online.

Следующая таблица обобщает некоторые различия между оффлайновой и онлайновой оценкой и инструментами, которые вы используете, чтобы выполнить их.

ЦельИнструментБольше информации
Оцените частотную характеристику системы, смоделированной в Simulink, не изменяя модель
  • Интерактивный рабочий процесс — Model Linearizer

  • Рабочий процесс командной строки — frestimate команда

Разверните алгоритм оценки частотной характеристики для оценки в реальном времени физического объектаБлок Frequency Response EstimatorРазверните алгоритм оценки частотной характеристики для использования в реальном времени
Выполните онлайновую оценку объекта, смоделированного в Simulink, например, подтвердить параметры оценки перед развертыванием Блок Frequency Response EstimatorОнлайновая оценка Используя объект, смоделированный в Simulink

Основной рабочий процесс оценки

Для оффлайновой оценки рабочий процесс оценки ответа основной частоты включает следующие шаги:

  1. Задайте фрагмент модели, которую вы хотите оценить. Вы делаете так путем конфигурирования аналитических точек линеаризации, которые задают вводы и выводы для оценки.

  2. Задайте рабочую точку для оценки. Обычно вы выполняете оценку в установившейся рабочей точке. Можно найти такую рабочую точку путем обрезки модели.

  3. Создайте входной сигнал для оценки. Программное обеспечение вводит этот сигнал во входе, который вы задаете, и измеряет ответ при выходе.

  4. Выполните оценку и исследуйте результаты.

Для примеров, иллюстрирующих этот рабочий процесс, см.:

Для получения информации об онлайновом рабочем процессе оценки смотрите Онлайновые Основы Оценки Частотной характеристики.

Требования модели

Можно оценить частотную характеристику одного или нескольких блоков в устойчивой модели Simulink в устойчивом состоянии.

Ваша модель может содержать любые блоки Simulink, включая блоки с основанной на событии динамикой. Примеры блоков с основанной на событии динамикой включают графики Stateflow® и инициированные подсистемы.

Отключите следующие типы блоков перед оценкой:

Смотрите также

| |

Похожие темы

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте