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チャープ入力信号

スイープ周波数の余弦入力信号、つまり "チャープ" は、入力周波数が直ちに変化していくように、ある範囲の周波数でシステムを励起します。

チャープ入力信号はコマンド ラインまたは線形解析ツールで周波数応答の推定に使用できます。推定アルゴリズムは、推定用に指定された入力ポイントにチャープ信号を挿入し、出力ポイントで応答を測定します。システムがシミュレーション範囲内でほぼ線形の場合はチャープ信号が便利です。また、多くの周波数点についてすばやく応答を取得する場合にも役立ちます。チャープ入力を使用して得られる周波数応答モデルには、チャープの範囲内にある周波数のみが含まれています。

線形解析ツールを使用したチャープ信号の作成

線形解析ツールでチャープ入力信号を推定に使用するには、[推定] タブで [入力信号][チャープ] を選択します。チャープの周波数範囲や他のプロパティは、次の 2 つ方法のいずれかで指定できます。

  • [チャープ信号の作成] ダイアログ ボックスに値を手動で入力。

  • システムの線形化など、線形モデルのダイナミクスに基づいて周波数を初期化。

線形モデルに基づいてチャープ信号を作成するには、以下を行います。

  1. 線形化モデル linsys1 を取得します。

    モデルを線形化する方法の例は、Simulink モデルのモデル操作点での線形化を参照してください。

  2. 線形解析ツールの [推定] タブで、[入力信号][チャープ] を選択します。

    [チャープ信号の作成] ダイアログ ボックスが開きます。

  3. [システム] リストから linsys1 を選択します。[パラメーターの計算] をクリックします。

    linsys1 のダイナミクスに基づいて、周波数点が自動的に選択されます。また、以下のようなチャープ信号のその他のパラメーターも自動的に指定されます。

    • 周波数範囲 — チャープの周波数の範囲。線形システムに興味深いダイナミクスがある周波数を基に、ソフトウェアによって選択されます。

    • 振幅 — 適用される摂動の振幅。

    • サンプル時間 — 信号のサンプル時間。エイリアシングを回避するために、信号のナイキスト周波数が周波数範囲の上限の 5 倍となるようにサンプル時間が選択されます (2π5*max(FreqRange))。

    • サンプル数

    • 初期位相

    • スイープ メソッド

    • スイープ形状

  4. [OK] をクリックして、チャープ入力信号を作成します。新しい入力信号 in_chirp1[線形解析ワークスペース] に表示されます。

これで、推定のために [入力信号] ドロップダウン リストからこの信号を選択することができます。

線形解析ツールの [チャープ信号の作成] ダイアログ ボックスのパラメーターと frest.Chirp のプロパティ間のマッピングは、次のようになります。

[チャープ信号の作成] ダイアログ ボックスfrest.Chirp プロパティ
周波数範囲 > From 'FreqRange' オプションに関連付けられた最初の要素
周波数範囲 > To'FreqRange' オプションに関連付けられた 2 番目の要素
振幅'Amplitude'
サンプル時間 (秒)'Ts'
サンプル数'NumSamples'
初期位相 (度)'InitialPhase'
スイープ メソッド'SweepMethod'
スイープ形状'Shape'

MATLAB コードを使用したチャープ信号の作成

コマンド ラインで frestimate を使って推定のためのチャープ信号を作成するには、frest.Chirp を使用します。チャープ信号のプロパティの例と詳細については、該当ページを参照してください。

参考

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