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Transformación entre datos del dominio del tiempo y del dominio de la frecuencia

System Identification Toolbox™ proporciona herramientas para analizar datos y estimar y evaluar modelos tanto en el dominio del tiempo como en el de la frecuencia. Para utilizar herramientas y métodos que no estén en el mismo dominio que los datos medidos, puede transformar sus datos entre el dominio del tiempo y el dominio de la frecuencia.

El objeto iddata almacena datos en el dominio del tiempo o del dominio de la frecuencia.

  • Los datos del dominio del tiempo constan de una o más variables de entrada u(t) y una o más variables de salida y(t), muestreadas en función del tiempo.

  • Los datos del dominio de frecuencia consisten en señales de dominio temporal de entrada y salida transformadas o en la respuesta en frecuencia del sistema muestreada como una función de la frecuencia de la variable independiente.

Para obtener información detallada sobre la representación de datos del dominio del tiempo y del dominio de la frecuencia en MATLAB®, consulte Representing Data in MATLAB Workspace.

Puede transformar sus datos de un dominio a otro. La tabla resume los comandos para transformar datos entre los dominios de tiempo y frecuencia. Para obtener más información sobre los comandos, consulte las páginas de referencia de comandos correspondientes.

ComandoDescripciónEjemplo de sintaxis
fft

Transformar datos del dominio del tiempo al dominio de la frecuencia.

Puede especificar N, el número de valores de frecuencia.

Para transformar un objeto iddata del dominio del tiempo t_data en un objeto iddata en el dominio de la frecuencia f_data con N puntos de frecuencia use:

f_data = 
  fft(t_data,N)
ifftTransformar datos del dominio de frecuencia al dominio del tiempo. Las frecuencias son lineales y están igualmente espaciadas.

Para transformar un objeto iddata en el dominio de la frecuencia f_data a un objecto iddata en el tiempo t_data use:

t_data = 
  ifft(f_data)

La conversión de datos iddata en forma de respuesta en frecuencia idfrd es un tipo de estimación. Si desea estimar la respuesta en frecuencia utilizando un objeto iddata, consulte Transforming Between Frequency-Domain and Frequency-Response Data.

Transformar datos entre dominios de tiempo y frecuencia

Transforme datos del dominio del tiempo al dominio de la frecuencia y nuevamente al dominio del tiempo, y compare el rendimiento de los modelos estimados a partir de los datos originales y transformados.

Cargue y grafique los datos del dominio del tiempo z1, que contienen 300 muestras.

load iddata1 z1
plot(z1)

Figure contains 2 axes objects. Axes object 1 with title y1 contains an object of type line. This object represents z1. Axes object 2 with title u1 contains an object of type line. This object represents z1.

Encuentra el tiempo de muestra Ts de z1.

Ts = z1.Ts
Ts = 
0.1000

El tiempo de muestra es 0,1 s.

Transforma z1 en el dominio de la frecuencia.

z1f = fft(z1)
z1f =

Frequency domain data set with responses at 151 frequencies.
Frequency range: 0 to 31.416 rad/seconds
Sample time: 0.1 seconds                                                                              
                                                                                                      
Outputs      Unit (if specified)                                                                      
   y1                                                                                                 
                                                                                                      
Inputs       Unit (if specified)                                                                      
   u1                                                                                                 
                                                                                                      

El rango de frecuencia se extiende a 31,416 rad/s, que es igual a la frecuencia de Nyquist de pi/Ts.

Grafique los datos del dominio de la frecuencia.

plot(z1f)

Figure contains 4 axes objects. Axes object 1 with title y1 contains an object of type line. This object represents z1f. Axes object 2 contains an object of type line. This object represents z1f. Axes object 3 with title u1 contains an object of type line. This object represents z1f. Axes object 4 contains an object of type line. This object represents z1f.

Transforme z1f nuevamente al dominio del tiempo y trace las dos señales del dominio del tiempo juntas.

z1t = ifft(z1f)
z1t =

Time domain data set with 300 samples.
Sample time: 0.1 seconds               
                                       
Outputs      Unit (if specified)       
   y1                                  
                                       
Inputs       Unit (if specified)       
   u1                                  
                                       
plot(z1t,z1)

Figure contains 2 axes objects. Axes object 1 with title y1 contains 2 objects of type line. These objects represent z1t, z1. Axes object 2 with title u1 contains 2 objects of type line. These objects represent z1t, z1.

Las señales se alinean con precisión.

Estimar modelos de espacio de estados de segundo orden para z1 y z1t.

sys1 = ssest(z1,2);
sys1t = ssest(z1t,2);
compare(z1,sys1,sys1t)

Figure contains an axes object. The axes object with ylabel y1 contains 3 objects of type line. These objects represent Validation data (y1), sys1: 70.63%, sys1t: 70.63%.

Estime un modelo de espacio de estados para z1f .

sys1f = ssest(z1f,2);
compare(z1f,sys1f)

Figure contains 2 axes objects. Axes object 1 with ylabel y1 contains 2 objects of type line. These objects represent Validation data (y1), sys1f: 70.85%. Axes object 2 contains 2 objects of type line. These objects represent Validation data (y1), sys1f: 70.85%.

Los porcentajes de ajuste de los modelos de dominio del tiempo y del dominio de la frecuencia son similares.

Consulte también

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