frest.PRBS

Псевдослучайный входной сигнал двоичной последовательности

расширьте все на странице

Описание

Используйте a frest.PRBS объект представлять псевдослучайную двоичную последовательность (PRBS) входной сигнал для оценки частотной характеристики. Сигнал PRBS является детерминированным сигналом, что сдвиги между двумя значениями и имеют подобные белому шуму свойства. Сигнал PRBS является по сути периодической длиной периода имеющей 2n– 1, где n является порядком PRBS.

Сигналы PRBS уменьшают общее время оценки по сравнению с использованием sinestream входные сигналы при приведении к сопоставимым результатам оценки. Сигналы PRBS полезны для оценки частотных характеристик для коммуникаций и систем силовой электроники с высокочастотными компонентами переключения, таковы как генераторы модуляции длительности импульса (PWM).

Можно использовать входной сигнал PRBS для оценки в командной строке или в приложении Model Linearizer. Алгоритм оценки вводит сигнал PRBS в точке ввода, которую вы задаете для оценки, и измеряет ответ в выходной точке. Для получения дополнительной информации см. Входные сигналы PRBS.

Чтобы просмотреть график вашего входного сигнала, введите plot(input). Создать a timeseries возразите для своего входного сигнала, используйте generateTimeseries команда.

Создание

Синтаксис

input = frest.PRBS(sys)
input = frest.PRBS(Name,Value)

Описание

пример

input = frest.PRBS(sys) создает сигнал PRBS параметрами на основе динамики линейной системы sys. Например, если у вас есть точная линеаризация вашей системы, можно использовать ее, чтобы инициализировать параметры.

пример

input = frest.PRBS(Name,Value) создает сигнал PRBS со свойствами, заданными с помощью одной или нескольких пар "имя-значение". Заключите каждое имя свойства в кавычки.

Входные параметры

развернуть все

Линейная динамическая система в виде SISO ss, tf, или zpk объект. Можно задать известную динамику или получить линейную модель путем линеаризации нелинейной системы.

Получившийся frest.PRBS возразите автоматически устанавливает Order и Ts свойства на основе линейной системы. Amplitude и NumPeriods свойства остаются в своих значениях по умолчанию. Для получения дополнительной информации см. Входные сигналы PRBS.

Свойства

развернуть все

Предупредите об амплитуде в виде положительной скалярной величины. Необходимо установить амплитуду, таким образом, что система правильно взволнована для приложения. Если входная амплитуда является слишком большой, сигнал может отклониться слишком далекий от рабочей точки модели. Если входная амплитуда слишком мала, сигнал PRBS неотличим от шума и пульсаций в вашей модели.

Шаг расчета сигнала в секундах в виде положительной скалярной величины. Как начальная точка, задайте шаг расчета PRBS, чтобы совпадать с шагом расчета вашей модели.

Для некоторых систем, с помощью большего шага расчета, чем в исходной модели может привести к более высокому результату оценки частотной характеристики разрешения в низкочастотной области значений. В этом случае необходимо гарантировать, что частота модели при вводе и выводе, линейные аналитические точки совпадают со значением, которое вы задаете для Ts. Для примера смотрите Оценку Частотной характеристики для Модели Силовой электроники Используя Псевдослучайный Двоичный сигнал.

Порядок сигнала в виде положительного целого числа. Максимальная длина сигнала PRBS равняется 2n– 1, где n является порядком сигнала. Чтобы получить точную оценку частотной характеристики, длина PRBS должна быть достаточно большой.

Для данного шага расчета, чтобы получить более высокое разрешение частоты, задают больший порядок сигнала.

Количество периодов в PRBS сигнализирует в виде положительного целого числа. Для большинства приложений оценки частотной характеристики используйте значение по умолчанию 1. Используя один период производит плоский профиль частоты через частотный диапазон входного сигнала.

Опция, чтобы сохранить входной сигнал постоянным или для одной выборки или для нескольких выборок на период часов, когда у вас есть NumPeriods > 1 в виде одного из следующего:

  • 'on' — Сохраните константу сигнала для одной выборки.

  • 'off' — Сохраните константу сигнала для многих выборок равной значению заданный в NumPeriods.

Опция, чтобы применить Hann фильтрация оконная для сигналов одно периода или субдискретизация поведения в течение мультипериода сигнализирует в виде 'on' или 'off'.

Для сигнала одно периода используйте эту опцию, чтобы применить Hann фильтрация оконная регистрируемых сигналов ввода и вывода в виде одного из следующего:

  • 'on' — Отфильтруйте сигналы ввода и вывода. Когда вы используете фильтрацию, frestimate приводит к более сглаженным результатам оценки частотной характеристики.

  • 'off' — Не фильтруйте входной сигнал.

Для сигнала мультипериода используйте эту опцию, чтобы провести субдискретизацию результата оценки частотной характеристики в виде одного из следующего:

  • 'on' — Передискретизируйте результат оценки частотной характеристики. Когда вы проводите субдискретизацию, frestimate приводит к более сглаженным результатам оценки частотной характеристики.

  • 'off' — Не прореживайте результат оценки частотной характеристики.

Функции объекта

frestimateОценка частотной характеристики моделей Simulink
generateTimeseriesСгенерируйте данные временного интервала для входного сигнала
frest.simCompareПостройте симуляцию временного интервала нелинейных и линейных моделей
frest.simViewПостройте модель частотной характеристики во временной и частотной областях
getSimulationTimeИтоговое время симуляции для оценки частотной характеристики

Примеры

свернуть все

Скрипт Open Live Script

Создайте PRBS со следующей настройкой.

  • Чтобы использовать апериодический PRBS определяет номер периодов к 1.

  • Используйте порядок PRBS 12, создание сигнала длины 4095.

  • Установите шаг расчета сигнала к 5e-6 секунды.

  • Установите амплитуду возмущения на 0.05.

input = frest.PRBS('Order',12,'NumPeriods',1,'Amplitude',0.05,'Ts',5e-6)
 
The PRBS input signal:
 
      Amplitude  : 0.05
      Ts         : 5e-06 (secs)
      Order      : 12
      NumPeriods : 1
      OneSamplePerClockPeriod (on/off)    : on
      UseWindow (on/off) : on

Исследуйте подмножество получившегося сигнала PRBS.

plot(input)
xlim([0 0.001])

Figure contains an axes object. The axes object with title Time Series Plot:Created from a frest.PRBS signal contains an object of type line.

Сигнал переключается между 0,025 и-0.025 детерминированным псевдослучайным способом.

Открыть скрипт

Создайте входной сигнал PRBS на основе динамики линейной системы. Этот подход полезен, когда вы используете оценку частотной характеристики, чтобы подтвердить линеаризацию вашей модели.

Откройте модель Simulink.

model = 'watertank';
open_system(model)

В данном примере линеаризуйте модель в установившейся рабочей точке, чтобы получить модель в пространстве состояний, которую можно использовать, чтобы инициализировать сигнал PRBS.

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 сигнал PRBS.

input = frest.PRBS(sys);

frest.PRBS конфигурирует порядок и шаг расчета входного сигнала на основе системной динамики. Амплитуда и количество периодов остаются в их значениях по умолчанию.

input

 
The PRBS input signal:
 
      Amplitude  : 1e-05
      Ts         : 7.94767061252222 (secs)
      Order      : 8
      NumPeriods : 1
      OneSamplePerClockPeriod (on/off)    : on
      UseWindow (on/off) : on

Можно изменить свойства сигнала с помощью записи через точку. Например, увеличьте амплитуду сигнала.

input.Amplitude = 3e-5

 
The PRBS input signal:
 
      Amplitude  : 3e-05
      Ts         : 7.94767061252222 (secs)
      Order      : 8
      NumPeriods : 1
      OneSamplePerClockPeriod (on/off)    : on
      UseWindow (on/off) : on

Альтернативная функциональность

Model Linearizer

В Model Linearizer, чтобы использовать входной сигнал PRBS для оценки, на вкладке Estimation, выбирают Input Signal> PRBS Pseudorandom Binary Sequence

Вопросы совместимости

развернуть все

Поведение изменяется в R2021a

Смотрите также

| | |

Темы

Введенный в R2020a

Документация Simulink Control Design

Поддержка

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте