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推定された周波数応答の解析

周波数応答の推定を実行する際は、生のシミュレートされた応答と、その推定された周波数応答への変換に使用された FFT を調べることにより、結果を解析することができます。そのためには、診断ビューアー (線形解析ツールで) またはシミュレーション結果のビューアー (MATLAB® コマンド ラインで) を使用します。

シミュレーション結果の表示

線形解析ツールを使用したシミュレーション結果の表示

診断ビューアーを使用して、線形解析ツールを使用した周波数応答の推定の手順を実行して取得した周波数応答推定の結果を解析します。推定を実行する前に、診断ビューアーを有効にする追加手順が必要です。そのためには、[推定] タブで [診断ビューアー] を選択します。

その後、推定を実行します。プロット ペインに診断ビューアーが表示されます。

診断ビューアーを開いて以前に推定したモデルを線形解析ツールで表示するには、次の手順に従います。

  1. [線形解析ワークスペース] で、推定したモデルを選択します。

  2. [プロットと結果] タブで、 [診断ビューアー] を選択します。

    メモ

    このオプションが使用可能なのは、以前に [診断ビューアー] チェック ボックスをオンにして推定したモデルのみです。

シミュレーション結果の表示 (MATLAB コード)

シミュレーション結果のビューアーを使用し、コマンド ラインでの周波数応答の推定の手順を実行して取得した周波数応答推定の結果を解析します。frestimatesimout 出力引数を必ず保持してください。

frest.simView コマンドを使ってシミュレーション結果のビューアーを開くには、シミュレートした出力 simout、推定に使用した入力信号 input、取得した推定周波数応答 sysest を使用します。

frest.simView(simout,input,sysest)

周波数応答の推定結果の解釈

診断ビューアーに表示するプロットの選択

既定では、診断ビューアーには次のプロットが表示されます。

  • 周波数応答

  • 時間応答 (シミュレーションされた出力)

  • 時間応答の FFT

線形解析ツールを使用して診断ビューアーに表示するプロットを選択するには、次の手順に従います。

  1. [診断ビューアー] タブが表示されない場合は、[プロットと結果] タブで [診断ビューアー] プロットを選択します。

  2. [診断ビューアー] タブの [プロットの可視化] セクションで、表示するプロットのチェック ボックスをオンにします。

軸の周波数単位などのプロット設定を変更するには、プロットを右クリックして、対応するオプションを選択します。

シミュレーション結果のビューアーに表示するプロットの選択

既定では、シミュレーション結果のビューアーには次のプロットが表示されます。

  • 周波数応答

  • 時間応答 (シミュレーションされた出力)

  • 時間応答の FFT

シミュレーション結果のビューアーに表示するプロットを選択するには、[編集][プロット] メニューから対応するプロットを選択します。軸の周波数単位などのプロット設定を変更するには、プロットを右クリックして対応するオプションを選択します。

周波数応答

周波数応答を解析するには、ボード線図を使用します。周波数応答がシステムのダイナミクスと一致しない場合、考えられる原因と解決方法については、周波数応答推定のトラブルシューティングを参照してください。トラブルシューティング時は、ボード線図のコントロールを使用すると、問題のある周波数で時間応答を表示できます。

通常、入力信号を変更するか、システムを操作点から離すモデル ブロックを無効にして、推定を繰り返すと、推定結果を改善できます。

時間応答 (シミュレーションされた出力)

このプロットは、シミュレーションされた出力が特定の周波数で定常状態にあるかどうかを確認するときに使用します。応答が定常状態に到達していない場合、考えられる原因と解決方法は、時間応答が定常状態にならないを参照してください。

推定に sinestream 入力を使用した場合は、フィルター処理された時間応答とフィルター処理されていない時間応答の両方を確認します。プロットを右クリックして [フィルター後の定常状態の出力のみ表示] を選択すると、フィルター処理された出力とフィルター処理されていない出力の表示を切り替えることができます。フィルター処理された応答とフィルター処理されていない応答の両方が定常状態で表示された場合、モデルは定常状態でなければなりません。その他の考えられる原因を周波数応答推定のトラブルシューティングで調べることができます。

メモ

推定に sinestream 入力を使用した場合、フィルター処理された表示とフィルター処理されていない表示の切り替えによってのみ時間応答プロットと FFT プロットが更新されます。この選択では、推定結果は変更されません。推定時のフィルター処理の詳細については、frestimate の「アルゴリズム」の節を参照してください。

時間応答の FFT

このプロットは、シミュレーションされた出力のスペクトルを解析するときに使用します。

たとえば、スペクトルを使用すると、強い非線形性を特定できます。FFT プロットに入力信号以外の周波数で大きな振幅が表示された場合、モデルは線形範囲外で動作しています。小さな摂動に対するシステムの線形応答の解析に関心がある場合は、FFT に、入力信号の周波数以外の周波数で大きな高周波が含まれるで可能な解決方法を調べてください。

特定の周波数におけるシミュレーションされた出力と FFT の解析

線形解析ツールでの診断ビューアーの使用

線形解析ツールの [診断ビューアー] タブにあるコントロールを使用して、特定周波数での推定結果を解析します。

  1. [診断ビューアー] タブが表示されない場合は、[プロットと結果] タブで [診断ビューアー] プロットを選択します。

  2. [診断ビューアー] タブの [周波数セレクター] セクションで、検証する周波数範囲を指定します。診断ビューアーで、ボード線図に使用する周波数単位を使用します。

シミュレーション結果のビューアーの使用

特定の周波数でシミュレートされた出力とそのスペクトルを表示するには、シミュレーション結果のビューアーで、ボード線図のコントロールを使用します。

  • 矢印を個別にドラッグして、特定周波数における時間応答と FFT を表示します。

  • 影付きの領域をドラッグして、時間応答と FFT を別の周波数範囲に移動します。

周波数応答推定プロットの注釈付け

対応する曲線をクリックすると、シミュレーション結果のビューアーで時間応答、FFT およびボード線図にデータ ヒントを表示できます。データ ヒントをドラッグすると情報が更新されます。

データ ヒントは、特定の sinestream 周波数における不正確な推定結果を修正するのに便利です。こうするには、特定の周波数で入力を変更する必要があります。データ ヒントを使用すると、応答がシステムに一致していない周波数インデックスを特定できます。

前の図では、時間応答のデータ ヒントに周波数インデックスが 11 であることが示されています。この周波数インデックスを使用すると、入力信号の対応する部分を変更できます。たとえば、MATLAB コードを使用して sinestream 信号の NumPeriods プロパティと SettlingPeriods プロパティを変更するには、次を行います。

input.NumPeriods(11) = 80;
input.SettlingPeriods(11) = 75;

線形解析ツールで sinestream を変更するには、線形解析ツールを使用した sinestream 信号の変更を参照してください。

多入力多出力 (MIMO) システムの推定結果の表示

MIMO システムの場合、次のようにして特定の入力および出力チャネルの周波数応答の情報を表示します。

  1. 診断ビューアーとシミュレーション結果のビューアーの両方で、任意のプロットを右クリックして [I/O セレクター] を選択します。

  2. [下限] リストから入力チャネルを選択し、[上限] リストから出力チャネルを選択します。

参考

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