Данные ввода-вывода и их свойства для идентификации системы во временной или частотной области
Используйте iddata объект для инкапсуляции входных и выходных данных измерений для системы, которую требуется идентифицировать. Функции идентификации системы используют эти измерения для оценки модели. Функции проверки модели используют входные измерения для обеспечения входных данных для моделирования, а выходные измерения для сравнения того, насколько хорошо оцененный отклик модели соответствует исходным данным.
iddata объекты могут содержать один набор измерений или несколько наборов. Каждый набор данных соответствует эксперименту. Объекты имеют следующие характеристики, которые кодируются в свойствах объекта:
Данные могут находиться в частотной или временной области. Можно преобразовать объекты из одного домена в другой.
Во временной области данные могут быть равномерно или неравномерно дискретизированы. Для использования iddata объект для оценки, однако, данные должны быть равномерно дискретизированы, и входные и выходные данные для каждого эксперимента должны быть записаны одновременно.
Можно задать такие свойства данных, как время выборки, время начала, моменты времени, точки выборки частоты и поведение между выборками.
Можно предоставить метки и комментарии для дифференциации и аннотирования компонентов данных, экспериментов и объекта в целом.
.
data = iddata(y,u,Ts)iddata объект, содержащий выходной сигнал временной области y и входной сигнал u. Ts определяет время выборки экспериментальных данных.
Вы можете использовать iddata для создания мультиэксперимента iddata путем указания объекта y и u в виде массивов ячеек. Кроме того, можно создать один эксперимент iddata объекты и использование merge (iddata) объединение объектов в один мультиэксперимент iddata объект. Для получения дополнительной информации о мультиэксперименте iddata см. раздел Создание данных мультиэксперимента в командной строке.
data = iddata(___,Name,Value)Name,Value после любой комбинации входных аргументов в предыдущих синтаксисах.
В целом, любая функция, применимая к данным идентификации системы, применима к iddata объект. Эти функции имеют три общих типа.
Функции, которые работают и возвращаются iddata объекты позволяют манипулировать и обрабатывать iddata объекты.
Использовать fft и ifft для преобразования существующих iddata объекты во временную и частотную области и из них. Например:
datafd = fft(Data); datatd = ifft(Dataf);
Использовать merge (iddata) слиться iddata объекты в один iddata объект, содержащий множество экспериментов. Извлечение эксперимента из мультиэксперимента iddata объект, использование getexp. Например:
data123 = merge(data1,data2,data3); data2 = getexp(data123,2);
Более подробный пример см. в разделе Извлечение и моделирование сегментов данных.
Использовать функции предварительной обработки, такие как detrend или idfilt для фильтрации данных в iddata и для удаления неверных данных. Например:
data_d = detrend(data); data_f = idfilt(data,filter);
Функции, выполняющие аналитическую обработку iddata объекты и создание графиков или возврат определенных параметров или значений позволяют анализировать данные и определять входные данные для оценки.
Функции, использующие данные в iddata объекты для оценки, моделирования и проверки моделей позволяют создавать динамические модели и оценивать, насколько точно отклик модели соответствует данным проверки.
Следующие списки содержат репрезентативное подмножество функций, которые можно использовать с iddata объекты.
Создание iddata с использованием данных временной области с одним входом/одним выходом (SISO). Каждый вход и выход содержит 1000 выборок с временем выборки 0,08 секунды.
load dryer2_data output input; data = iddata(output,input,0.08)
data =
Time domain data set with 1000 samples.
Sample time: 0.08 seconds
Outputs Unit (if specified)
y1
Inputs Unit (if specified)
u1
Программное обеспечение назначает имя канала по умолчанию 'y1' к первому и единственному выходному каналу. Когда выходной сигнал содержит несколько каналов, программное обеспечение присваивает имена по умолчанию 'y1','y2',...,'yn'. Аналогично, программное обеспечение назначает имя канала по умолчанию. 'u1' к первому и единственному входному каналу. Дополнительные сведения о именовании каналов см. в разделах Именование, Добавление и удаление каналов данных.
Постройте график данных.
plot(data)
На соседних графиках отображаются выходные данные и входные данные.
Создание iddata объект из данных временных рядов. Данные временного ряда не имеют входного канала.
Загрузите выходной канал набора данных и создайте iddata объект с временем выборки 0,08 секунды.
load dryer2_data output data = iddata(output,[],0.08)
data =
Time domain data set with 1000 samples.
Sample time: 0.08 seconds
Outputs Unit (if specified)
y1
Постройте график данных.
plot(data)
Вы можете использовать data для оценки модели временных рядов.
Создание и проверка iddata объект из комплексных данных ввода-вывода частотной области. Преобразуйте объект во временную область.
Входные и выходные данные иногда выражаются в виде преобразований Фурье входных-выходных сигналов временной области. Эти данные можно инкапсулировать в частотной области iddata объект.
Загрузить данные, состоящие из комплексных данных частотной области ввода-вывода U и Y, частотный вектор Wи время выборки Ts.
load demofr1 U Y W Ts
Создание частотной области iddata объект data_fr.
data_fr = iddata(Y,U,Ts,'Frequency',W)data_fr =
Frequency domain data set with responses at 501 frequencies.
Frequency range: 0 to 31.416 rad/seconds
Sample time: 0.1 seconds
Outputs Unit (if specified)
y1
Inputs Unit (if specified)
u1
Проверьте свойства. Частотная область iddata объекты включают специфичные для частоты свойства, такие как Frequency для частотного вектора и FrequencyUnit для частотных единиц. Напротив, временная область iddata объекты включают зависящие от времени свойства, такие как Tstart и SamplingInstants для данных временной области.
get(data_fr)
ans = struct with fields:
Domain: 'Frequency'
Name: ''
OutputData: [501x1 double]
y: 'Same as OutputData'
OutputName: {'y1'}
OutputUnit: {''}
InputData: [501x1 double]
u: 'Same as InputData'
InputName: {'u1'}
InputUnit: {''}
Period: Inf
InterSample: 'zoh'
Ts: 0.1000
FrequencyUnit: 'rad/TimeUnit'
Frequency: [501x1 double]
TimeUnit: 'seconds'
ExperimentName: 'Exp1'
Notes: {}
UserData: []
Назначение содержимого свойства frequency переменной F.
F = data_fr.Frequency;
Получение единиц частоты данных. Собственность TimeUnit устанавливает единицы времени выборки.
frequ = data_fr.FrequencyUnit
frequ = 'rad/TimeUnit'
timeu = data_fr.TimeUnit
timeu = 'seconds'
Новообращенный data_fr обратно во временную область с помощью функции обратного преобразования Фурье ifft.
data_t = ifft(data_fr)
data_t =
Time domain data set with 1000 samples.
Sample time: 0.1 seconds
Outputs Unit (if specified)
y1
Inputs Unit (if specified)
u1
get(data_t)
ans = struct with fields:
Domain: 'Time'
Name: ''
OutputData: [1000x1 double]
y: 'Same as OutputData'
OutputName: {'y1'}
OutputUnit: {''}
InputData: [1000x1 double]
u: 'Same as InputData'
InputName: {'u1'}
InputUnit: {''}
Period: Inf
InterSample: 'zoh'
Ts: 0.1000
Tstart: []
SamplingInstants: []
TimeUnit: 'seconds'
ExperimentName: 'Exp1'
Notes: {}
UserData: []
Просмотр свойств iddata объект. Измените свойства как во время, так и после создания объекта.
Загрузка входных и выходных данных.
load dryer2_data input output
Создание iddata объект.
data = iddata(output,input,0.08)
data =
Time domain data set with 1000 samples.
Sample time: 0.08 seconds
Outputs Unit (if specified)
y1
Inputs Unit (if specified)
u1
Просмотр всех свойств iddata объект.
get(data)
ans = struct with fields:
Domain: 'Time'
Name: ''
OutputData: [1000x1 double]
y: 'Same as OutputData'
OutputName: {'y1'}
OutputUnit: {''}
InputData: [1000x1 double]
u: 'Same as InputData'
InputName: {'u1'}
InputUnit: {''}
Period: Inf
InterSample: 'zoh'
Ts: 0.0800
Tstart: []
SamplingInstants: [1000x0 double]
TimeUnit: 'seconds'
ExperimentName: 'Exp1'
Notes: {}
UserData: []
Можно задать свойства при создании iddata с использованием аргументов пары имя-значение. Создание iddata объект из тех же входных данных, но измените имя эксперимента с значения по умолчанию на Dryer2.
data = iddata(output,input,0.08,'ExperimentName','Dryer2')
data =
Experiment Dryer2.Time domain data set with 1000 samples.
Sample time: 0.08 seconds
Outputs Unit (if specified)
y1
Inputs Unit (if specified)
u1
Изменение значений свойств для существующего iddata объект, используйте точечную нотацию. Изменение свойства sample time Ts до 0,05 секунд.
data.Ts = 0.05
data =
Experiment Dryer2.Time domain data set with 1000 samples.
Sample time: 0.05 seconds
Outputs Unit (if specified)
y1
Inputs Unit (if specified)
u1
Имена свойств не чувствительны к регистру. Кроме того, если первые несколько букв однозначно идентифицируют свойство, нет необходимости вводить все имя свойства.
data.exp = "Dryer2 January 2015"data =
Experiment Dryer2 January 2015.Time domain data set with 1000 samples.
Sample time: 0.05 seconds
Outputs Unit (if specified)
y1
Inputs Unit (if specified)
u1
Вы можете использовать data.y в качестве краткого описания для data.OutputData для доступа к выходным значениям или с помощью data.u в качестве краткого описания для data.InputData для доступа к входным значениям.
y_data = data.y; u_data = data.u;