frest.Chirp

Входной сигнал частотно-модулированного косинуса

Описание

Используйте a frest.Chirp объект представлять входной сигнал частотно-модулированного косинуса для оценки частотной характеристики. Входной сигнал частотно-модулированного косинуса или сигнал щебета, волнует вашу систему областью значений частот, таких, что входная частота изменяется мгновенно.

Сигналы щебета полезны, когда ваша система почти линейна в области значений симуляции. Они также полезны, когда это необходимо, чтобы получить ответ быстро для большого количества точек частоты. Модель частотной характеристики, которая заканчивается, когда вы используете вход щебета, содержит только частоты, которые находятся в пределах области значений щебета.

Можно использовать входной сигнал щебета для оценки в командной строке в Model Linearizer, или с блоком Frequency Response Estimator. Алгоритм оценки вводит сигнал sinestream в точке ввода, которую вы задаете для оценки, и измеряет ответ в выходной точке. Для получения дополнительной информации смотрите Входные сигналы Щебета.

Чтобы просмотреть график вашего входного сигнала, введите plot(input). Создать a timeseries возразите для своего входного сигнала, используйте generateTimeseries команда.

Создание

Синтаксис

input = frest.Chirp(sys)

input = frest.Chirp(Name,Value)

Описание

input = frest.Chirp(sys) создает входной сигнал частотно-модулированного косинуса со свойствами на основе динамики линейной системы sys. Например, если у вас есть точная линеаризация вашей системы, можно использовать ее, чтобы инициализировать параметры.

пример

input = frest.Chirp(Name,Value) создает входной сигнал частотно-модулированного косинуса со свойствами, заданными с помощью одной или нескольких пар "имя-значение". Заключите каждое имя свойства в кавычки.

Входные параметры

развернуть все

`sys` — Линейная система динамики
`ss` объект | `tf` объект | `zpk` объект

Линейная динамическая система в виде SISO ss, tf, или zpk объект. Можно задать известную динамику или получить линейную модель путем линеаризации нелинейной системы.

Получившийся сигнал щебета автоматически устанавливает эти опции на основе линейной системы:

FreqRange частоты, на которых линейная система имеет интересную динамику.
Ts набор должен постараться не искажать таким образом, что частота Найквиста сигнала является пять раз верхним концом частотного диапазона.
NumSamples установлен таким образом, что оценка частотной характеристики включает более низкий уровень частотного диапазона.

Остающиеся свойства используют значения по умолчанию.

Свойства

развернуть все

`Amplitude` — Амплитуда сигнала
`1e-5` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Предупредите об амплитуде на каждой частоте в виде положительной скалярной величины.

`FreqRange` — Частотный диапазон сигнала
[1,1000] (значение по умолчанию) | двухэлементный вектор | двухэлементный массив ячеек

Частотный диапазон сигнала в виде одного из следующего:

Двухэлементный вектор, например, [w1 w2]
Двухэлементный массив ячеек, например, {w1 w2}

Здесь, w1 нижняя граница частотного диапазона и w2 верхняя граница.

`FreqUnits` — Единицы частоты
`'rad/s'` (значение по умолчанию) | `'Hz'`

Единицы частоты в виде одного из следующего:

'rad/s' — Радианы в секунду
'Hz' — Герц

Изменение единиц частоты не влияет на оценку частотной характеристики.

`SampleTime` Размер шага
положительная скалярная величина

Шаг расчета щебета сигнализирует в секундах в виде положительной скалярной величины. Шаг расчета по умолчанию, который старается не искажать:

$\frac{2 π}{5 * \max (F r e q R a n g e)}$

`NumSamples` — Количество выборок
положительное целое число

Количество выборок в щебете сигнализирует в виде положительного целого числа. Количество по умолчанию выборок, которое гарантирует, что оценка включает более низкий уровень частотного диапазона:

$\frac{4 π}{T s * \min (F r e q R a n g e)}$

`SweepMethod` — Метод для эволюции мгновенной частоты
`'linear'` (значение по умолчанию) | `'logarithmic'` | `'quadratic'`

Метод для эволюции мгновенной частоты в виде одного из следующих.

Метод Описание

Метод	Описание
`'linear'`	Указывает, что мгновенная частота развертывает fi (t): $f_{i} (t) = f_{0} + β t w h e r e β = (f_{1} - f_{0}) / t_{f}$ β гарантирует, что сигнал обеспечивает желаемую точку останова f1 частоты в итоговое время tf.
`'logarithmic'`	Указывает, что мгновенная частота развертывает fi (t): $f_{i} (t) = f_{0} \times β^{t} w h e r e β = {(\frac{f_{1}}{f_{0}})}^{\frac{1}{t_{f}}}$
`'quadratic'`	Указывает, что мгновенная частота развертывает fi (t): $f_{i} (t) = f_{0} + β t^{2} w h e r e β = (f_{1} - f_{0}) / t_{i}^{2}$ Задайте форму квадратичного использования `Shape` опция.

'linear'

Указывает, что мгновенная частота развертывает fi (t):

$f_{i} (t) = f_{0} + β t w h e r e β = (f_{1} - f_{0}) / t_{f}$

β гарантирует, что сигнал обеспечивает желаемую точку останова f1 частоты в итоговое время tf.

'logarithmic'

Указывает, что мгновенная частота развертывает fi (t):

$f_{i} (t) = f_{0} \times β^{t} w h e r e β = {(\frac{f_{1}}{f_{0}})}^{\frac{1}{t_{f}}}$

'quadratic'

Указывает, что мгновенная частота развертывает fi (t):

$f_{i} (t) = f_{0} + β t^{2} w h e r e β = (f_{1} - f_{0}) / t_{i}^{2}$

Задайте форму квадратичного использования Shape опция.

`Shape` — Квадратичная форма параболы развертки
`'concave'` (значение по умолчанию) | `convex`

Квадратичная парабола развертки формирует в виде одного из следующего:

'concave' — Вогнутая квадратичная широкая форма.
'convex' — Выпуклая квадратичная широкая форма.

Это свойство доступно на когда SweepMethod 'quadratic'.

`InitialPhase` — Начальная фаза сигнала щебета
270 (значение по умолчанию) | `scalar`

Начальная фаза Щебета сигнализирует в градусах в виде скаляра.

Функции объекта

`frestimate`	Оценка частотной характеристики моделей Simulink
`generateTimeseries`	Сгенерируйте данные временного интервала для входного сигнала
`frest.simCompare`	Постройте симуляцию временного интервала нелинейных и линейных моделей
`frest.simView`	Постройте модель частотной характеристики во временной и частотной областях
`getSimulationTime`	Итоговое время симуляции для оценки частотной характеристики

Примеры

свернуть все

Создайте входной сигнал щебета с заданным частотным диапазоном

Скрипт Open Live Script

Создайте входной сигнал щебета с частотами в пределах от 10 - 500 рад/с. Задайте амплитуду и количество выборок также.

input = frest.Chirp('Amplitude',1e-3,...
                    'FreqRange',[10 500],...
                    'NumSamples',750)

 
The chirp input signal:
 
      FreqRange              : [10 500] (rad/s)
      Amplitude              : 0.001
      Ts                     : 0.00251327412287183 (sec)
      NumSamples             : 750
      InitialPhase           : 270 (deg)
      FreqUnits (rad/s or Hz): rad/s
      SweepMethod(linear/    : linear
                  quadratic/
                  logarithmic)

Постройте сигнал щебета.

plot(input)

Сигнал щебета на основе линеаризовавшей динамики

Открыть скрипт

Создайте входной сигнал щебета на основе динамики линейной системы. Этот подход полезен, когда вы используете оценку частотной характеристики, чтобы подтвердить линеаризацию вашей модели.

Откройте модель Simulink.

model = 'watertank';
open_system(model)

В данном примере линеаризуйте модель в установившейся рабочей точке, чтобы получить модель в пространстве состояний, которую можно использовать, чтобы инициализировать сигнал щебета.

io(1)=linio('watertank/PID Controller',1,'input');
io(2)=linio('watertank/Water-Tank System',1,'openoutput');

watertank_spec = operspec(model);
opOpts = findopOptions('DisplayReport','off');
op = findop(model,watertank_spec,opOpts);

sys = linearize(model,op,io);

Создайте сигнал щебета.

input = frest.Chirp(sys);

frest.Chirp выбирает частотный диапазон на основе системной динамики. Это также автоматически инициализирует другие параметры сигнала щебета.

input

 
The chirp input signal:
 
      FreqRange              : [0.001581138830107 0.1581138830107] (rad/s)
      Amplitude              : 1e-05
      Ts                     : 7.94767061252222 (sec)
      NumSamples             : 1000
      InitialPhase           : 270 (deg)
      FreqUnits (rad/s or Hz): rad/s
      SweepMethod(linear/    : linear
                  quadratic/
                  logarithmic)

Можно изменить свойства сигнала с помощью записи через точку. Например, увеличьте амплитуду сигнала.

input.Amplitude = 3e-5

 
The chirp input signal:
 
      FreqRange              : [0.001581138830107 0.1581138830107] (rad/s)
      Amplitude              : 3e-05
      Ts                     : 7.94767061252222 (sec)
      NumSamples             : 1000
      InitialPhase           : 270 (deg)
      FreqUnits (rad/s or Hz): rad/s
      SweepMethod(linear/    : linear
                  quadratic/
                  logarithmic)

Альтернативная функциональность

Model Linearizer

В Model Linearizer, чтобы использовать входной сигнал щебета для оценки, на вкладке Estimation, выбирают Input Signal> Chirp.

Темы

Представленный в R2009b

Документация

frest.Chirp

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Входные параметры

`sys` — Линейная система динамики
`ss` объект | `tf` объект | `zpk` объект

Свойства

`Amplitude` — Амплитуда сигнала
`1e-5` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`FreqRange` — Частотный диапазон сигнала
[1,1000] (значение по умолчанию) | двухэлементный вектор | двухэлементный массив ячеек

`FreqUnits` — Единицы частоты
`'rad/s'` (значение по умолчанию) | `'Hz'`

`SampleTime` Размер шага
положительная скалярная величина

`NumSamples` — Количество выборок
положительное целое число

`SweepMethod` — Метод для эволюции мгновенной частоты
`'linear'` (значение по умолчанию) | `'logarithmic'` | `'quadratic'`

`Shape` — Квадратичная форма параболы развертки
`'concave'` (значение по умолчанию) | `convex`

`InitialPhase` — Начальная фаза сигнала щебета
270 (значение по умолчанию) | `scalar`

Функции объекта

Примеры

Создайте входной сигнал щебета с заданным частотным диапазоном

Сигнал щебета на основе линеаризовавшей динамики

Альтернативная функциональность

Model Linearizer

Смотрите также

Темы

Документация Simulink Control Design

Поддержка

Документация

frest.Chirp

Описание

Создание

Синтаксис

Описание

Входные параметры

sys — Линейная система динамики ss объект | tf объект | zpk объект

Свойства

Amplitude — Амплитуда сигнала 1e-5 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

FreqRange — Частотный диапазон сигнала[1,1000] (значение по умолчанию) | двухэлементный вектор | двухэлементный массив ячеек

FreqUnits — Единицы частоты 'rad/s' (значение по умолчанию) | 'Hz'

SampleTime Размер шага положительная скалярная величина

NumSamples — Количество выборок положительное целое число

SweepMethod — Метод для эволюции мгновенной частоты 'linear' (значение по умолчанию) | 'logarithmic' | 'quadratic'

Shape — Квадратичная форма параболы развертки 'concave' (значение по умолчанию) | convex

InitialPhase — Начальная фаза сигнала щебета270 (значение по умолчанию) | scalar

Функции объекта

Примеры

Создайте входной сигнал щебета с заданным частотным диапазоном

Сигнал щебета на основе линеаризовавшей динамики

Альтернативная функциональность

Model Linearizer

Смотрите также

Темы

Документация Simulink Control Design

Поддержка

`sys` — Линейная система динамики
`ss` объект | `tf` объект | `zpk` объект

`Amplitude` — Амплитуда сигнала
`1e-5` (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`FreqRange` — Частотный диапазон сигнала
[1,1000] (значение по умолчанию) | двухэлементный вектор | двухэлементный массив ячеек

`FreqUnits` — Единицы частоты
`'rad/s'` (значение по умолчанию) | `'Hz'`

`SampleTime` Размер шага
положительная скалярная величина

`NumSamples` — Количество выборок
положительное целое число

`SweepMethod` — Метод для эволюции мгновенной частоты
`'linear'` (значение по умолчанию) | `'logarithmic'` | `'quadratic'`

`Shape` — Квадратичная форма параболы развертки
`'concave'` (значение по умолчанию) | `convex`

`InitialPhase` — Начальная фаза сигнала щебета
270 (значение по умолчанию) | `scalar`