Exponenta Banner

frest.Chirp

Входной сигнал частотно-модулированного косинуса

расширьте все на странице

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 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

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

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

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.

Единицы частоты в виде одного из следующего:

  • 'rad/s' — Радианы в секунду

  • 'Hz' — Герц

Изменение единиц частоты не влияет на оценку частотной характеристики.

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

2π5*max(FreqRange)

Здесь, FreqRange задан в rad/s.

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

4πTs*min(FreqRange)

Здесь, FreqRange задан в rad/s.

Это свойство не определяет количество точек частоты в итоговом результате оценки. frestimate функция только включает точки частоты с положительными значениями. Функция также отбрасывает любые частоты, которые выходят за пределы частотного диапазона, заданного для щебета.

Метод для эволюции мгновенной частоты в виде одного из следующих.

МетодОписание
'linear'

Указывает, что мгновенная частота развертывает fi (t):

fi(t)=f0+βt  where  β=(f1−f0)/tf

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

'logarithmic'

Указывает, что мгновенная частота развертывает fi (t):

fi(t)=f0×βt  where  β=(f1f0)1tf

'quadratic'

Указывает, что мгновенная частота развертывает fi (t):

fi(t)=f0+βt2  where  β=(f1−f0)/ti2

Задайте форму квадратичного использования Shape опция.

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'.

Начальная фаза Щебета сигнализирует в градусах в виде скаляра.

Функции объекта

frestimateОценка частотной характеристики моделей Simulink
generateTimeseriesСгенерируйте данные временного интервала для входного сигнала
frest.simCompareПостройте симуляцию временного интервала нелинейных и линейных моделей
frest.simViewПостройте модель частотной характеристики во временной и частотной областях
getSimulationTimeИтоговое время симуляции для оценки частотной характеристики

Примеры

свернуть все

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)

Figure contains an axes. The axes with title Time Series Plot:Created from a frest.Chirp signal contains an object of type line.

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.

Смотрите также

| |

Темы

Представленный в R2009b

Документация Simulink Control Design

Поддержка