Основы оценки частотного отклика

Частотный отклик описывает стационарный отклик системы на синусоидальные входы. Simulink ® Control Design™ позволяет оценить частотную характеристику модели или выполнить онлайн-оценку физического предприятия. Результатом является модель частотной характеристики, сохраненная как frd объект модели. Применение моделей частотной характеристики включает в себя:

Проверка точных результатов линеаризации. Оценка частотного отклика использует другой алгоритм для вычисления аппроксимации линейной модели и служит в качестве независимого теста точной линеаризации.
Анализ динамики линейной модели или проектирование контроллера для установки, представленного расчетной частотной характеристикой.
Оцените параметрическую модель с помощью программного обеспечения System Identification Toolbox™.

Модели частотного отклика

Рассмотрите возможность применения синусоидального входа в линейной системе:

$u (t)_{=}$ Ausinobjectt.

В результате получается выход, который также является синусоидой с той же частотой, но с другой амплитудой и фазой

$y (t)_{=} Aysin$ (

Частотная характеристика для стабильной системы описывает изменение амплитуды и фазовый сдвиг как функцию частоты. Если Y (ы) и U (ы) являются преобразованиями Лапласа y (t) и u (t) соответственно, то G (ы) является:

$G (s) \frac{= Y}{(s)}$ U (s),

где

$\begin{array}{l} | G (s) | = | G \frac{_{(}}{_{jλ}}) \\ \frac{}{|=AyAu,θ=∠Y} ({jλ)}^{X} \frac{(jλ) = tan}{− 1 (Im [G} ( \end{array}$ jλ)] Re [G (jλ)]).

frd модель, которую вы получаете из оценки частотного отклика, содержит G (s), оцениваемые на определенных частотах. Хотя Simulink обычно является нелинейным, оценка обычно выполняется в установившейся рабочей точке. Если приложенное возмущение невелико, получаетсяfrd модель является аппроксимацией линеаризованного отклика в этой номинальной рабочей точке.

Оценка в автономном и оперативном режиме

Simulink Control Design позволяет:

Оцените частотную характеристику системы, смоделированной в Simulink, без изменения модели. Этот подход иногда называют оценкой частотной характеристики в автономном режиме.
Оценка частотной характеристики физической установки в режиме реального времени. Этот подход называется оценкой частотной характеристики в режиме онлайн.

В следующей таблице приведены некоторые различия между автономными и интерактивными оценками и инструментами, используемыми для их выполнения.

Цель	Инструмент	Дополнительные сведения
Оценка частотной характеристики системы, смоделированной в Simulink, без изменения модели	Интерактивный рабочий процесс - линеаризатор модели Рабочий процесс командной строки - `frestimate` команда	Оценка частотной характеристики с использованием линеаризатора модели Оценка частотной характеристики в командной строке
Развертывание алгоритма оценки частотной характеристики для оценки физической установки в реальном времени	Блок оценки частотной характеристики	Развертывание алгоритма оценки частотного отклика для использования в режиме реального времени
Выполнение оперативной оценки установки, смоделированной в Simulink, например, для проверки параметров оценки перед развертыванием	Блок оценки частотной характеристики	Онлайн-оценка с использованием установки, смоделированной в Simulink

Рабочий процесс базовой оценки

Для оценки в автономном режиме процесс оценки базовой частотной характеристики включает в себя следующие этапы:

Укажите часть модели, которую требуется оценить. Для этого необходимо настроить точки анализа линеаризации, определяющие входные и выходные данные для оценки.
Укажите рабочую точку для оценки. Как правило, оценка выполняется в установившейся рабочей точке. Такую рабочую точку можно найти, обрезав модель.
Создайте входной сигнал для оценки. Программа вводит этот сигнал на указанный вход и измеряет отклик на выходе.
Выполните оценку и изучите результаты.

Примеры, иллюстрирующие этот рабочий процесс, см. в следующих разделах:

Сведения о рабочем процессе оценки в сети см. в разделе Основы оценки частотной характеристики в сети.

Требования к модели

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

Модель может содержать любые блоки Simulink, включая блоки с динамикой на основе событий. Примеры блоков с динамикой на основе событий включают диаграммы Stateflow ® и инициируемые подсистемы.

Перед оценкой отключите следующие типы блоков:

Блоки, имитирующие случайные возмущения (шум). Альтернативные способы моделирования систем с шумом см. в разделе Оценка моделей частотного отклика с шумом с помощью инструментария обработки сигналов.
Исходные блоки, генерирующие изменяющиеся во времени выходные сигналы, которые мешают оценке. См. раздел Влияние изменяющихся во времени блоков источников на оценку частотного отклика.

См. также

Блок оценки частотной характеристики | frestimate | Линеаризатор модели

Документация