Этот пример показывает, как использовать блок Frequency Response Estimator для онлайн-оценки частотной характеристики во время симуляции модели в Simulink ®. Этот подход может быть полезен, когда вы планируете развернуть блок для онлайн-оценки физического объекта. Проверка алгоритма оценки и параметров эксперимента на основе модели Simulink объекта перед развертыванием может помочь гарантировать, что оперативная оценка безопасна для вашего объекта.
Этот пример использует модель, которая уже содержит блок Частотной характеристики Estimator, сконфигурированный для оценки. Откройте модель.
mdl = "OnlineFreqRespEstimEx.slx";
open_system(mdl)
Модель содержит объект в системе с обратной связью строения с ПИ-контроллером. Блок Частотная характеристика Estimator принимает сигнал управления как вход u. Он подает сигнал управления плюс возмущение на вход объекта. Вы задаете свойства сигнала возмущения, используя параметры блока.
Блок Частотной характеристикой Estimator сконфигурирован, чтобы запустить эксперимент в режиме синестрима, что означает, что он вводит отдельное возмущение на каждой частоте. Блок также сконфигурирован, чтобы использовать ту же амплитуду 1 для каждой частоты в сигнале возмущения.
Блок дополнительно сконфигурирован для оценки частотных характеристик на частотах w = logspace(0,2,20). Чтобы гарантировать, что частота дискретизации экспериментов является достаточно быстрой, чтобы учитывать самую высокую частоту, рекомендуется установить время дискретизации равным приблизительно 0,6/ wmax или быстрее, где wmax - самая высокая частота в рад/с. В этом примере шаг расчета эксперимента составляет 0,005 секунд, достаточно быстро для wmax 100 рад/с.
Шаговые блоки, соединенные с start/stop входной порт включает эксперимент с сигналом повышения при t = 5, когда модель находится в установившемся состоянии. Блок обеспечивает рекомендуемую длину эксперимента около 174 с. Это значение основано на заданных частотах w, количество расчетных периодов для ожидания на каждой частоте и количество периодов для использования в оценке. Чтобы гарантировать, что эксперимент продлится достаточно долго для хорошего результата, start/stop сигнал останавливает эксперимент при t = 180. (Для получения дополнительной информации о рекомендуемой длине эксперимента см. «Оценка частотной характеристики».)
Симулируйте модель. Можно использовать возможности, чтобы визуализировать сигнал управления, сигнал возмущения и выход объекта. Поскольку Отображение Диаграммы Боде параметров блоков выбрано, блок автоматически генерирует график заданной базовой модели и периодически обновляет его с оценочной частотной характеристикой.
sim(mdl)
Сигнал на frd port является вектором, содержащим текущие значения предполагаемой характеристики на каждой частоте в w. Блок To Workspace, соединенный с этим портом, записывает сигнал в переменную рабочей области MATLAB ® frdata. В блоке To Workspace параметр Limit точки данных to last установлен в 1, так что frdata содержит только окончательные оцененные отклики на каждой частоте. Преобразование frdata в frd объект модели.
sys_estim = frd(frdata,w); size(sys_estim)
FRD model with 1 outputs, 1 inputs, and 20 frequency points.
Теперь можно использовать sys_estim с помощью Control System Toolbox™ команд анализа и системы управления, которые принимают frd модели как входные, такие как bode и pidtune. Кроме того, если у вас есть программное обеспечение System Identification Toolbox™, можно использовать данные частотной характеристики для оценки параметрической модели вашей системы.
Модель также сконфигурирована, чтобы записать данные оценки в данные выходного порта блока (см. Экспорт данных сигнала с использованием регистрации сигналов для информации о логгировании данных). Данные хранятся в рабочем пространстве MATLAB как Simulink.SimulationData.Dataset logsout объекта. Для получения информации о том, как использовать эти данные, смотрите Сбор данных эксперимента частотной характеристики для оценки в автономном режиме.