modalsd

Сгенерируйте диаграмму стабилизации для модального анализа

Описание

modalsd(frf,f,fs) генерирует диаграмму стабилизации на текущей фигуре. modalsd оценивает естественные частоты и коэффициенты затухания от 1 до 50 режимов и генерирует схему с помощью алгоритма наименьших квадратов комплексной экспоненциальной (LSCE). fs - частота дискретизации. Частота, f, - вектор с количеством элементов, равным количеству строк функции частотной характеристики, frf. Можно использовать эту схему, чтобы дифференцировать вычислительный и физический режимы.

пример

modalsd(frf,f,fs,Name,Value) задает опции, используя аргументы пары "имя-значение".

fn = modalsd(___) возвращает массив ячеек собственных частот, fn, идентифицированный как стабильный между последовательными порядками моделей. i-й элемент содержит длинно- i вектор собственных частот устойчивых полюсов. Поляки, которые не являются стабильными, возвращаются как NaNs. Этот синтаксис принимает любую комбинацию входов из предыдущих синтаксисов.

Примеры

свернуть все

Вычислите функции частотной характеристики для системы с двумя входами/двумя выходами, возбужденными случайным шумом.

Загрузите файл данных. Вычислите функции частотной характеристики с помощью 5000-выборочного окна Ханна и 50% перекрытия между смежными сегментами данных. Задайте, что выходные измерения являются перемещениями.

load modaldata
winlen = 5000;

[frf,f] = modalfrf(Xrand,Yrand,fs,hann(winlen),0.5*winlen,'Sensor','dis');

Сгенерируйте диаграмму стабилизации, чтобы идентифицировать до 20 физических режимов.

modalsd(frf,f,fs,'MaxModes',20)

Figure contains an axes. The axes with title Stabilization Diagram contains 4 objects of type line. These objects represent Stable in frequency, Stable in frequency and damping, Not stable in frequency, Averaged response function.

Повторите расчет, но теперь ужесточите критерии устойчивости. Классифицируйте данный полюс как стабильный по частоте, если его естественная частота изменяется менее чем на 0,01%, когда порядок модели увеличивается. Классифицируйте данный полюс как стабильный при демпфировании, если оценка коэффициента затухания изменяется менее чем на 0,2%, как увеличения порядка модели.

modalsd(frf,f,fs,'MaxModes',20,'SCriteria',[1e-4 0.002])

Figure contains an axes. The axes with title Stabilization Diagram contains 4 objects of type line. These objects represent Stable in frequency, Stable in frequency and damping, Not stable in frequency, Averaged response function.

Ограничьте частотную область значений от 0 до 500 Гц. Расслабьте критерии устойчивости до 0,5% для частоты и 10% для демпфирования.

modalsd(frf,f,fs,'MaxModes',20,'SCriteria',[5e-3 0.1],'FreqRange',[0 500])

Figure contains an axes. The axes with title Stabilization Diagram contains 4 objects of type line. These objects represent Stable in frequency, Stable in frequency and damping, Not stable in frequency, Averaged response function.

Повторите расчет с помощью алгоритма рациональной функции методом наименьших квадратов. Ограничьте частотную область значений от 100 Гц до 350 Гц и идентифицируйте до 10 физических режимов.

modalsd(frf,f,fs,'MaxModes',10,'FreqRange',[100 350],'FitMethod','lsrf')

Figure contains an axes. The axes with title Stabilization Diagram contains 4 objects of type line. These objects represent Stable in frequency, Stable in frequency and damping, Not stable in frequency, Averaged response function.

Входные параметры

свернуть все

Функции частотной характеристики, заданные как вектор, матрица или трехмерный массив. frf имеет размер p -by m -by - n, где p - количество интервалов частоты, m - количество ответных сигналов, а n - количество сигналов возбуждения, используемых для оценки передаточной функции.

Пример: tfestimate(randn(1,1000),sin(2*pi*(1:1000)/4)+randn(1,1000)/10) аппроксимирует частотную характеристику генератора.

Типы данных: single | double
Поддержка комплексного числа: Да

Частоты, заданные как вектор. Количество элементов f должно равняться количеству строк frf.

Типы данных: single | double

Скорость дискретизации данных измерений, заданная как положительная скалярная величина, выраженная в герцах.

Типы данных: single | double

Аргументы в виде пар имя-значение

Задайте необязательные разделенные разделенными запятой парами Name,Value аргументы. Name - имя аргумента и Value - соответствующее значение. Name должны находиться внутри кавычек. Можно задать несколько аргументов в виде пар имен и значений в любом порядке Name1,Value1,...,NameN,ValueN.

Пример: 'MaxModes',20,'FreqRange',[0 500] вычисляет до 20 физических режимов и ограничивает частотную область значений от 0 до 500 Гц.

Алгоритм аппроксимации, заданный как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'FitMethod' и 'lsce' или 'lsrf'.

Частотная область значений, заданный как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'FreqRange' и двухэлементный вектор увеличивающихся, положительных значений, содержащихся в области значений, указанном в f.

Типы данных: single | double

Максимальное количество режимов, заданных как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'MaxModes' и положительное целое число.

Типы данных: single | double

Критерии для определения стабильных собственных частот и коэффициентов затухания между последовательными степенями свободы модели, заданные как разделенная разделенными запятой парами, состоящая из 'SCriteria' и двухэлементный вектор положительных значений. 'SCriteria' содержит максимальные дробные различия между полюсами, которые будут классифицированы как стабильные. Первый элемент вектора применяется к естественным частотам. Второй элемент применяется к коэффициентам затухания.

Типы данных: single | double

Выходные аргументы

свернуть все

Естественные частоты, идентифицированные как стабильные, возвращаются как матрица. Первые i элементы i-й строки содержат естественные частоты. Поляки, которые нефизичны или не стабильны по частоте, возвращаются как NaNс.

Ссылки

[1] Брандт, Андерс. Анализ шума и вибрации: анализ сигналов и экспериментальные процедуры. Chichester, UK: John Wiley & Sons, 2011.

[2] Оздемир, Ахмет Арда и Суат Гумуссой. Оценка передаточной функции в System Identification Toolbox™ через Вектор Подбора кривой. Материалы XX Всемирного конгресса Международной федерации автоматического управления, Тулуза, Франция, июль 2017 года.

[3] Vold, Hovard, John Crowley, and G. Thomas Rocklin. Новые способы оценки функций частотной характеристики. Звук и вибрация. Том 18, ноябрь 1984, стр. 34-38.

См. также

| | (System Identification Toolbox)

Введенный в R2017a