Преобразование между данными временной и частотной областей

System Identification Toolbox™ предоставляет инструменты для анализа данных и для оценки и оценки моделей как во временной, так и в частотной областях. Чтобы использовать инструменты и методы, которые не находятся в той же области, что и ваши измеренные данные, можно преобразовать свои данные между временным интервалом и частотным диапазоном.

The iddata объект хранит данные временной области или частотного диапазона.

Time-domain данные состоят из одной или нескольких входных переменных u (t) и одной или нескольких выходных переменных y (t), дискретизированных как функция времени.
Frequency-domain данные состоят или из преобразованных входных и выходных сигналов временной области или из частотной характеристики системы, дискретизированной как функция от независимой переменной частоты.

Для получения подробной информации о представлении данных временной и частотной областей в MATLAB^®, см. Представление данных в рабочем пространстве MATLAB.

Можно преобразовать свои данные из одной области в другой. Таблица суммирует команды для преобразования данных между временными и частотными диапазонами. Для получения дополнительной информации о команде см. соответствующие страницы с описанием команд.

Команда Описание Пример синтаксиса

Команда	Описание	Пример синтаксиса
`fft`	Преобразуйте данные временной области в частотный диапазон. Вы можете задать `N`, количество значений частоты.	Чтобы преобразовать временную область `iddata` `t_data объекта` в частотный диапазон `iddata` `f_data объекта` с `N` частотные точки, использование: f_data = fft(t_data,N)
`ifft`	Преобразуйте частотный диапазон данные в временной интервал. Частоты линейны и равномерно разнесены.	Чтобы преобразовать частотный диапазон`iddata` `f_data объекта` во временную область `iddata` `t_data объекта`, использовать: t_data = ifft(f_data)

fft

Преобразуйте данные временной области в частотный диапазон.

Вы можете задать N, количество значений частоты.

Чтобы преобразовать временную область iddata t_data объекта в частотный диапазон iddata f_data объекта с N частотные точки, использование:

f_data = 
  fft(t_data,N)

ifft

Преобразуйте частотный диапазон данные в временной интервал. Частоты линейны и равномерно разнесены.

Чтобы преобразовать частотный диапазонiddata f_data объекта во временную область iddata t_data объекта, использовать:

t_data = 
  ifft(f_data)

Преобразование iddata данные в форму idfrd частотная характеристика является типом оценки. Если вы хотите оценить частотную характеристику с помощью iddata объект, см. Преобразование между частотным диапазоном и данными частотной характеристики.

Преобразуйте данные между временными и частотными диапазонами

Открыть Live Script

Преобразуйте данные из временного интервала в частотный диапазон и обратно в временной интервал и сравните эффективности для моделей, оцененных из исходных и преобразованных данных.

Загрузите и постройте график данных во временной области z1, который содержит 300 выборки.

load iddata1 z1
plot(z1)

Figure contains 2 axes. Axes 1 with title y1 contains an object of type line. This object represents z1. Axes 2 with title u1 contains an object of type line. This object represents z1.

Найдите шаг расчета Ts от z1.

Ts = z1.Ts

Ts = 0.1000

Значение шага расчета составляет 0,1 с.

Преобразование z1 в частотный диапазон.

z1f = fft(z1)

z1f =

Frequency domain data set with responses at 151 frequencies.
Frequency range: 0 to 31.416 rad/seconds
Sample time: 0.1 seconds                                                                              
                                                                                                      
Outputs      Unit (if specified)                                                                      
   y1                                                                                                 
                                                                                                      
Inputs       Unit (if specified)                                                                      
   u1

Частотная область значений простирается до 31,416 рад/с, что равно Nyquist частоте pi/ Ts.

Постройте график данных частотного диапазона.

plot(z1f)

Figure contains 4 axes. Axes 1 with title y1 contains an object of type line. This object represents z1f. Axes 2 contains an object of type line. This object represents z1f. Axes 3 with title u1 contains an object of type line. This object represents z1f. Axes 4 contains an object of type line. This object represents z1f.

Преобразование z1f вернемся к временному интервалу и постройте график двух сигналов временной области вместе..

z1t = ifft(z1f)

z1t =

Time domain data set with 300 samples.
Sample time: 0.1 seconds               
                                       
Outputs      Unit (if specified)       
   y1                                  
                                       
Inputs       Unit (if specified)       
   u1

plot(z1t,z1)

Figure contains 2 axes. Axes 1 with title y1 contains 2 objects of type line. These objects represent z1t, z1. Axes 2 with title u1 contains 2 objects of type line. These objects represent z1t, z1.

Сигналы линии точно.

Оцените модели пространства состояний второго порядка для z1 и z1t.

sys1 = ssest(z1,2);
sys1t = ssest(z1t,2);
compare(z1,sys1,sys1t)

Figure contains an axes. The axes contains 3 objects of type line. These objects represent z1 (y1), sys1: 70.63%, sys1t: 70.63%.

Оцените модель пространства состояний для z1f.

sys1f = ssest(z1f,2);
compare(z1f,sys1f)

Figure contains 2 axes. Axes 1 contains 2 objects of type line. These objects represent z1f (y1), sys1f: 70.85%. Axes 2 contains 2 objects of type line. These objects represent z1f (y1), sys1f: 70.85%.

Проценты соответствия для моделей временной области и частотного диапазона аналогичны.

См. также

Документация