Входной сигнал косинуса Swept-frequency
Использовать frest.Chirp Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для представления входного сигнала косинуса со сдвигаемой частотой для оценки частотной характеристики. Входной сигнал косинусоидальной частоты или сигнал частотной частоты возбуждает систему в диапазоне частот, так что входная частота изменяется мгновенно.
Чирп-сигналы полезны, когда система почти линейна в диапазоне моделирования. Они также полезны, когда требуется быстро получить отклик для множества частотных точек. Модель «частота-отклик», получаемая при использовании входного сигнала частотной частоты, содержит только частоты, попадающие в диапазон частотной частоты.
Входной сигнал частотной частоты можно использовать для оценки в командной строке, в линеаризаторе модели или с блоком «Оценка частотного отклика». Алгоритм оценки вводит сигнал во входную точку, заданную для оценки, и измеряет отклик в выходной точке. Дополнительные сведения см. в разделе Входные сигналы Chirp.
Для просмотра графика входного сигнала введите plot(input). Создание timeseries объект для вашего входного сигнала, используйте generateTimeseries команда.
input = frest.Chirp(sys)sys. Например, при наличии точной линеаризации системы ее можно использовать для инициализации параметров.
input = frest.Chirp(Name,Value)
Amplitude - Амплитуда сигнала1e-5 (по умолчанию) | положительный скалярАмплитуда сигнала на каждой частоте, заданная как положительный скаляр.
FreqRange - Диапазон частот сигналов[1,1000] (по умолчанию) | двухэлементный вектор | двухэлементный массив ячеекДиапазон частот сигналов, определяемый одним из следующих параметров:
Двухэлементный вектор, например [w1 w2]
Например, двухэлементный массив ячеек {w1 w2}
Здесь, w1 - нижняя граница диапазона частот, и w2 - верхняя граница.
FreqUnits - Единицы измерения частоты'rad/s' (по умолчанию) | 'Hz'Единицы измерения частоты, указанные как одно из следующих:
'rad/s' - Радианы в секунду
'Hz' - Герц
Изменение частотных единиц не влияет на оценку частотной характеристики.
SampleTime - Время выборкиВремя выборки чирп-сигнала в секундах, указанное как положительный скаляр. Время выборки по умолчанию, которое позволяет избежать наложения псевдонимов, составляет:
FreqRange)
Здесь FreqRange указывается в рад/с.
NumSamples - Количество образцовЧисло выборок в сигнале чирпа, указанное как положительное целое число. Количество выборок по умолчанию, которое гарантирует, что оценка включает нижний конец частотного диапазона, равно:
FreqRange)
Здесь FreqRange указывается в рад/с.
Это свойство не определяет количество частотных точек в конечном результате оценки. frestimate функция включает только частотные точки с положительными значениями. Функция также отбрасывает любые частоты, которые выходят за пределы диапазона частот, заданного для частотной частоты.
SweepMethod - Метод изменения мгновенной частоты'linear' (по умолчанию) | 'logarithmic' | 'quadratic'СПОСОБ ЭВОЛЮЦИИ МГНОВЕННОЙ ЧАСТОТЫ, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЙ КАК ОДИН ИЗ СЛЕДУЮЩИХ.
| Метод | Описание |
|---|---|
'linear' | Определяет мгновенный сдвиг частоты fi (t): f0 )/tf β гарантирует, что сигнал поддерживает требуемую точку переключения частоты f1 в конечное время tf.
|
'logarithmic' | Определяет мгновенный сдвиг частоты fi (t): f1f0) 1tf
|
'quadratic' | Определяет мгновенный сдвиг частоты fi (t): f0 )/ti2 Задайте форму квадратичного элемента с помощью |
Shape - Квадратичная форма стреловидной параболы'concave' (по умолчанию) | convexФорма параболы квадратичного сдвига, заданная как одно из следующих значений:
'concave' - Вогнутая квадратичная размашистая форма.
'convex' - Выпуклая квадратичная размашистая форма.
Это свойство доступно, когда SweepMethod является 'quadratic'.
InitialPhase - Начальная фаза сигнала чирп270 (по умолчанию) | scalarНачальная фаза сигнала Чирпа в градусах, заданная как скаляр.
frestimate | Оценка частотной характеристики моделей Simulink |
generateTimeseries | Формирование данных временной области для входного сигнала |
frest.simCompare | Печать моделирования во временной области нелинейных и линейных моделей |
frest.simView | График модели частотной характеристики во временной и частотной областях |
getSimulationTime | Окончательное время моделирования для оценки частотной характеристики |
Создайте входной сигнал с частотами от 10 до 500 рад/с. Задайте также амплитуду и количество выборок.
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 график сигнала чирпа.
plot(input)
Создайте входной сигнал чирпа на основе динамики линейной системы. Этот подход полезен при использовании оценки частотного отклика для проверки линеаризации модели.
Откройте модель Simulink.
model = 'watertank';
open_system(model)
В этом примере линеаризуйте модель в установившейся рабочей точке, чтобы получить модель состояния-пространства, которую можно использовать для инициализации сигнала частотной частоты.
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 чирп-сигнал.
input = frest.Chirp(sys);
frest.Chirp выбирает частотный диапазон на основе динамики системы. Он также автоматически инициализирует другие параметры сигнала частотной частоты.
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)
Изменить свойства сигнала можно с помощью точечной нотации. Например, увеличить 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)
В линеаризаторе модели (Model Linearizer), чтобы использовать для оценки входной сигнал частотной частоты, на вкладке «Оценка» (Estimation) выберите «Входной сигнал» (Input Signal) > «Chirp» (Chirp).