Cómo estimar funciones de transferencia de los sistemas físicos en MATLAB

Un sistema físico es una colección de fenómenos físicos, tales como la electricidad o de la luz, que actúa en la entrada y produce una salida. sistemas físicos tienen una relación característica entre las entradas y salidas del sistema. Matemáticamente, esta relación se conoce como una función de transferencia. Si usted tiene de entrada y salida de un sistema físico, puede utilizar MATLAB para calcular la función de transferencia mediante la operación de deconvolución.

Instrucciones

1 Importar datos que contienen su entrada al sistema físico y producción registrado desde el sistema físico. MATLAB contiene filtro de pre-compilados de importación de muchos diferentes formatos de datos.

% Abra el asistente de importación de MATLAB
my_data = uiimport ();

% Lee los datos directamente desde un archivo de valores separados por comas
my_data = csvread (my_file_name);

2 Transformar los datos de entrada y salida para estar en la misma escala de magnitud y tiempo. Es común para normalizar los valores en la entrada y la salida para variar entre cero y uno por escalamiento basado en el mínimo y máximo de los datos:

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

También es posible que sólo tienen tiempo de evento para la entrada, mientras que un registro continuo para la salida. Deconvolution requiere dos señales continuas para operar en:

mi_entrada = ceros (longitud (my_output));
para i = 1: longitud (input_times)
mi_entrada (input_times (i)) = 1;
fin

3 Estimar una función de transferencia entre la entrada y salida con el "deconv ()" función:

[My_tf, residual] = deconv (my_output, mi_entrada);

La salida de un sistema se define como la convolución de la entrada y la función de transferencia del sistema. La convolución es un proceso que mezcla dos funciones juntas, mientras que la deconvolución es la operación inversa.

4 Trama, utilizando el MATLAB "plot ()" función, la función de transferencia y los valores residuales para analizar los resultados del procedimiento:

plot (my_tf)

La función de transferencia le informa acerca de la función del sistema físico. Los residuos deben contener la variación en paradero desconocido, por ejemplo, de ruido o un funcionamiento inesperado. Si hay estructura perceptible para los residuos, la función de transferencia estimada puede no ser fiable.

Consejos y advertencias

• Si los datos de salida es el ruido, puede ser útil para reducir el ruido mediante el uso del ") suave (" función de MATLAB que utiliza una media móvil para eliminar el ruido de alta frecuencia.
• En la interpretación de la forma de la función de transferencia de los sistemas físicos, recuerda que la función de transferencia es el efecto neto del sistema. Esto significa que la función de transferencia no significa necesariamente que dar información sobre la acción de los componentes individuales del sistema.