Schätzung der Übertragungsfunktionen von physikalischen Systemen in MATLAB

Ein physikalisches System ist eine Sammlung von physikalischen Phänomenen, wie Elektrizität oder Licht, wirkt bei der Eingabe und erzeugt eine Ausgabe. Physikalische Systeme haben eine charakteristische Beziehung zwischen Eingaben und Ausgaben aus dem System. Mathematisch ist diese Beziehung als eine Übertragungsfunktion bezeichnet. Wenn Sie Eingabe und Ausgabe von einem physikalischen System können Sie MATLAB um die Übertragungsfunktion mit der Entwindung-Operation zu schätzen.

Anweisungen

1 Import von Daten, die Ihren Beitrag zu den physikalischen System und aufgezeichnete Ausgabe aus dem physikalischen System enthalten. MATLAB enthält vorgefertigte Importfilter für viele unterschiedliche Datenformate.

% Öffnen der MATLAB-Import-AssistentMy_data = uiimport();

%, die Daten direkt aus einer durch Kommas getrennte Variable Datei lesenMy_data = csvread(my_file_name);

2 Verwandeln Sie Ihre Eingabe und Ausgabe von Daten in der gleichen Größenordnung von Helligkeit und Zeit sein. Es ist üblich, die Werte in der Eingabe und Ausgabe variiert zwischen null und eins durch Skalierung basierend auf das Minimum zu normalisieren und maximale der Daten:

My_output = (My_output - min(my_output)) / max(my_output);

Sie haben auch nur Uhrzeit des Ereignisses für die Eingabe beim haben einer kontinuierlichen Aufzeichnung für die Ausgabe. Entwindung erfordert zwei kontinuierliche Signale für den Betrieb auf:

My_input = zeros(length(my_output));für i = 1:length(input_times)My_input (input_times(i)) = 1;Ende

3 Schätzen Sie eine Transferfunktion zwischen Eingang und Ausgang mit der Funktion "deconv()":

[My_tf, residual] = Deconv (My_output, My_input);

Die Ausgabe eines Systems ist definiert als die Faltung der Eingabe und die Übertragungsfunktion des Systems. Faltung ist ein Prozess, der zwei Funktionen zusammen mischt, während Entwindung der umgekehrte Vorgang ist.

4 Plotten Sie, mit Hilfe der MATLAB-Funktion "plot()", die Übertragungsfunktion und Restwerte analysieren die Ergebnisse des Verfahrens:

Plot(my_tf)

Die Transferfunktion informiert Sie über die Funktion des physikalischen Systems. Die Residuen sollten ungeklärten Variation, wie Lärm oder unerwarteten Operation enthalten. Ist spürbar-Struktur, die Residuen, kann die geschätzte Übertragungsfunktion nicht zuverlässig sein.

Tipps & Warnungen

• Wenn Ausgabedaten Lärm ist, kann es hilfreich sein, Verringerung des Lärms mit MATLAB "smooth()" verwendet die Funktion die einen gleitender Durchschnitt, um hochfrequenten Rauschen zu entfernen.
• Beim Interpretieren von der Form der Übertragungsfunktion von physikalischen Systemen nicht vergessen Sie, dass die Übertragungsfunktion des Systems ist. Dies bedeutet, dass die Übertragungsfunktion nicht unbedingt Informationen über die Aktion der einzelnen Komponenten des Systems gibt Ihnen jedoch.