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周波数領域における線形化の検証

線形解析ツールを使用した周波数領域における線形化の検証

以下の例では、推定された線形モデルを使用して線形化の結果を検証する方法を説明します。

例においては、モデルで指定した I/O を使用して Simulink® モデルの線形化を行います。その後、同じ操作点 (モデルの初期条件) を使用してモデルの周波数応答を推定します。最後に、推定された応答と正確な線形化の結果を比較します。

Simulink モデルの線形化

  1. モデルを開きます。

    sys = 'scdDCMotor';
    open_system(sys)
  2. このモデル用に線形解析ツールを開きます。

    Simulink モデル ウィンドウで、[解析][制御設計][線形解析] を選択します。

  3. 既定の操作点と解析 I/O でモデルを線形化し、結果のボード線図を生成します。

    [ボード線図] をクリックします。線形化されたプラントのボード線図が表示されます。また、線形解析ワークスペースに、線形化されたプラント linsys1 が表示されます。

モデルの周波数応答の推定

  1. 周波数応答推定によりモデルの近似を計算するために sinestream の入力信号を作成します。[推定] タブの [入力信号] ドロップダウン リストで、[Sinestream] を選択します。

  2. 線形化したモデルに基づいて、入力信号の周波数とパラメーターを初期化します。

    [周波数とパラメーターを初期化] をクリックします。

    ダイアログ ボックスにある周波数表示に、周波数点が挿入されます。linsys1 のダイナミクスに基づいて、周波数と入力信号のパラメーターが自動的に選択されます。

  3. すべての周波数点で入力信号の振幅を 1 に設定します。周波数表示で、すべての周波数点を選択します。

    [振幅] フィールドに「1」と入力して、[OK] をクリックします。新しい入力信号 in_sine1[線形解析ワークスペース] に表示されます。

  4. 周波数応答を推定し、その周波数応答を、線形化されたシステム応答の既存のボード線図にプロットします。 [ボード線図 1] をクリックします。

推定結果を調べる。

[ボード線図 1] には、推定されたモデルと線形化されたモデルのボード線図が表示されています。

推定モデルの周波数応答は線形化モデルの周波数応答と一致します。

周波数応答推定についての詳細は、「周波数応答モデルとは」を参照してください。

周波数領域の検証用の入力信号の選択

周波数領域で線形化を検証するには、Sinestream 信号を生成します。正弦曲線周波数を一度に 1 つずつ解析することによって、非線形効果を部分的に無視することができます。

入力信号使用条件参考
Sinestreamすべての線形化の入力と出力が連続信号にあるfrest.Sinestream
固定サンプル時間をもつ Sinetream1 つまたは複数の線形化の入力と出力が離散信号にあるfrest.createFixedTsSinestream

Sinestream 信号は、線形化されたモデルに基づいて簡単に作成できます。定常状態に達するまでの周波数ごとの正弦曲線サイクルの数は、線形化されたモデルの特性を使用して正しく予測されます。

周波数応答推定を診断する場合は、Sinestream 信号を使用して、各周波数における時系列データが定常状態に達しているかどうかを調べることができます。

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