JP2573254B2 - 伝達関数測定装置 - Google Patents
伝達関数測定装置Info
- Publication number
- JP2573254B2 JP2573254B2 JP24605487A JP24605487A JP2573254B2 JP 2573254 B2 JP2573254 B2 JP 2573254B2 JP 24605487 A JP24605487 A JP 24605487A JP 24605487 A JP24605487 A JP 24605487A JP 2573254 B2 JP2573254 B2 JP 2573254B2
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- frequency
- transfer function
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- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、動特性が未知のシステムに対し、入出力信
号の観測値からシステムの周波数特性を高精度に同定す
る機能をもった伝達関数測定装置に関する。
号の観測値からシステムの周波数特性を高精度に同定す
る機能をもった伝達関数測定装置に関する。
（従来の技術） 未知システムの周波数特性を同定する古典的な方法と
して、周波数応答法がある。この方法は、入力信号とし
てある周波数の正弦波を加えたとき、システムの出力が
同一周波数の正弦波になることを利用して、その周波数
におけるシステムのゲイン特性と位相特性、すなわち周
波数特性を求めるものである。また、周波数特性を求め
る直接的な方法として、FFTを用いた方法がある。この
方法は観測雑音が少ない場合に有効な手法である。
して、周波数応答法がある。この方法は、入力信号とし
てある周波数の正弦波を加えたとき、システムの出力が
同一周波数の正弦波になることを利用して、その周波数
におけるシステムのゲイン特性と位相特性、すなわち周
波数特性を求めるものである。また、周波数特性を求め
る直接的な方法として、FFTを用いた方法がある。この
方法は観測雑音が少ない場合に有効な手法である。
しかしながら、上記の手法では、SN比が悪い（雑音が
大きい）場合に同定精度が著しく劣化する問題があっ
た。
大きい）場合に同定精度が著しく劣化する問題があっ
た。
（発明が解決しようとする問題点） 上述の如く、従来の同定法を用いてシステムの周波数
特性を同定する場合にはSN比が悪いと精度良い推定値が
得られなかった。
特性を同定する場合にはSN比が悪いと精度良い推定値が
得られなかった。
そこで本発明は、上記の欠点を除去し、SN比が悪いシ
ステムに対しても、高精度に周波数特性の推定値を求め
ることができる伝達関数測定装置を提供することを目的
としている。
ステムに対しても、高精度に周波数特性の推定値を求め
ることができる伝達関数測定装置を提供することを目的
としている。
［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明では、連続時間システムの入出力データを複数
個の帯域通過フィルタに通すことによってシステムの周
波数帯域を分解する。そして、それぞれの信号に対して
低域側では粗いサンプリング周期、高域側では細かいサ
ンプリング周期というように異なるサンプリング周期を
用いて離散化する。このようにして得られたそれぞれの
帯域の特性を記述する離散データに対して、数値的に安
定なUD（Upper Diagonal）分解アルゴリズムを用いて伝
達関数を同定する。このようにして求まった各帯域の伝
達関数より、各周波数帯域の周波数特性を求めている。
個の帯域通過フィルタに通すことによってシステムの周
波数帯域を分解する。そして、それぞれの信号に対して
低域側では粗いサンプリング周期、高域側では細かいサ
ンプリング周期というように異なるサンプリング周期を
用いて離散化する。このようにして得られたそれぞれの
帯域の特性を記述する離散データに対して、数値的に安
定なUD（Upper Diagonal）分解アルゴリズムを用いて伝
達関数を同定する。このようにして求まった各帯域の伝
達関数より、各周波数帯域の周波数特性を求めている。
（作用） 本発明によれば、システムの特性を帯域通過フィルタ
によって複数個の周波数成分に分割し、それぞれに対し
て同定を行うために、それぞれの帯域に対して精度良い
推定値を求めることができる。また、設計者が着目した
い周波数帯域、たとえばカットオフ周波数近傍の帯域な
どに同定の焦点を絞ることができる。さらに各帯域に対
応するデータを離散化する際、それぞれに対して異なる
サンプリング周期を用いることができるため、各信号に
対して最適なサンプリング周期を選択できる。このと
き、細かいサンプリング周期を用いると同定性能が数値
的に悪化することがあるが、UD分解アルゴリズムを用い
ることによって、このような状態は回避でき、数値的に
安定な推定値を求めることができる。
によって複数個の周波数成分に分割し、それぞれに対し
て同定を行うために、それぞれの帯域に対して精度良い
推定値を求めることができる。また、設計者が着目した
い周波数帯域、たとえばカットオフ周波数近傍の帯域な
どに同定の焦点を絞ることができる。さらに各帯域に対
応するデータを離散化する際、それぞれに対して異なる
サンプリング周期を用いることができるため、各信号に
対して最適なサンプリング周期を選択できる。このと
き、細かいサンプリング周期を用いると同定性能が数値
的に悪化することがあるが、UD分解アルゴリズムを用い
ることによって、このような状態は回避でき、数値的に
安定な推定値を求めることができる。
（実施例） 以下、図面を参照しながら実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る伝達関数測定装置の
概略的構成を示すブロック図である。図中１は連続時間
未知システムの伝達関数Ｇ（ｓ）であり、２の入力信号
ｕ（ｔ）が印加されたとき、３の出力信号ｙ（ｔ）を発
生させる。このシステムの入出力データｕ（ｔ）,y
（ｔ）をローパスフィルタ４、バンドパスフィルタ５、
ハイパスフイルタ６に通して各周波数帯域、すなわち低
周波、カットオフ近傍、高周波に分割して各信号｛uL
（ｔ）,yL（ｔ）｝，｛uB（ｔ）,yB（ｔ）｝，｛uH
（ｔ）,yH（ｔ）｝を得ている。なお、この例では３種
類のフィルタを用いたが、一般にフィルタの数は任意で
ある。このような３種類の入出力データ（連続値）を異
なるサンプリング周期をもつサンプラ７、８、９を用い
てそれぞれ離散化する。このとき、各サンプラのサンプ
リング周期を各周波数帯域毎に最適な値に選ぶ。したが
って、サンプリング周期はそれぞれ異なる値になる。
概略的構成を示すブロック図である。図中１は連続時間
未知システムの伝達関数Ｇ（ｓ）であり、２の入力信号
ｕ（ｔ）が印加されたとき、３の出力信号ｙ（ｔ）を発
生させる。このシステムの入出力データｕ（ｔ）,y
（ｔ）をローパスフィルタ４、バンドパスフィルタ５、
ハイパスフイルタ６に通して各周波数帯域、すなわち低
周波、カットオフ近傍、高周波に分割して各信号｛uL
（ｔ）,yL（ｔ）｝，｛uB（ｔ）,yB（ｔ）｝，｛uH
（ｔ）,yH（ｔ）｝を得ている。なお、この例では３種
類のフィルタを用いたが、一般にフィルタの数は任意で
ある。このような３種類の入出力データ（連続値）を異
なるサンプリング周期をもつサンプラ７、８、９を用い
てそれぞれ離散化する。このとき、各サンプラのサンプ
リング周期を各周波数帯域毎に最適な値に選ぶ。したが
って、サンプリング周期はそれぞれ異なる値になる。
このようにして得られた３種類の離散入出力データ
｛uL（ｋ）,yL（ｋ）｝，｛uB（ｋ）,yB（ｋ）｝，｛uH
（ｋ）,yH（ｋ）｝はマイクロプロセッサを主体にして
構成された解析器10に導入される。解析器10は各離散入
出力データに対して、同一のアルゴリズムから構成され
る数値的に安定なUD分解アルゴリズム11、12、13を適用
して、各帯域における伝達関数を求めた後、それぞれの
帯域の伝達関数から全体の周波数特性を求めている。
｛uL（ｋ）,yL（ｋ）｝，｛uB（ｋ）,yB（ｋ）｝，｛uH
（ｋ）,yH（ｋ）｝はマイクロプロセッサを主体にして
構成された解析器10に導入される。解析器10は各離散入
出力データに対して、同一のアルゴリズムから構成され
る数値的に安定なUD分解アルゴリズム11、12、13を適用
して、各帯域における伝達関数を求めた後、それぞれの
帯域の伝達関数から全体の周波数特性を求めている。
このように、周波数帯域を３つに分割することによ
り、ドリフト、トレイドなどの低周波成分、制御系を設
計する際に重要なカットオフ近傍、高周波の振動などの
高周波成分をそれぞれ独立に精度良く同定することがで
きる。
り、ドリフト、トレイドなどの低周波成分、制御系を設
計する際に重要なカットオフ近傍、高周波の振動などの
高周波成分をそれぞれ独立に精度良く同定することがで
きる。
なお、上述した実施例はSISOシステムを取り扱った例
であるが、MIMOシステムに対しても簡単に拡張可能であ
る。
であるが、MIMOシステムに対しても簡単に拡張可能であ
る。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば着目したい周波
数帯域に対してフィルタリングをすることにより、精度
良くさらに安定に周波数特性を同定することができる。
特に、各周波数帯域に対して独立に最適なサンプリング
周期を選択でき、それに対して数値的に安定な同定アル
ゴリズムを適用できるため、SN比の悪いシステムについ
ても有効である。
数帯域に対してフィルタリングをすることにより、精度
良くさらに安定に周波数特性を同定することができる。
特に、各周波数帯域に対して独立に最適なサンプリング
周期を選択でき、それに対して数値的に安定な同定アル
ゴリズムを適用できるため、SN比の悪いシステムについ
ても有効である。
図は本発明の一実施例に係る伝達関数測定装置の概略的
構成を示すブロック図である。 １…未知システムの伝達関数、２…入力信号、３…出力
信号、４…ローパスフイルタ、６…バンドパスフイル
タ、７…ハイパスフイルタ、7,8,9…サンプラ、10…解
析器。
構成を示すブロック図である。 １…未知システムの伝達関数、２…入力信号、３…出力
信号、４…ローパスフイルタ、６…バンドパスフイル
タ、７…ハイパスフイルタ、7,8,9…サンプラ、10…解
析器。
Claims (1)
- 【請求項１】測定対象の入出力信号に基づいて、測定対
象の伝達関数ならびに周波数特性を求める伝達関数測定
装置おいて、前記測定対象の入出力信号を複数個の帯域
通過フィルタに導入して上記入出力信号を各周波数帯域
に分離する周波数分離手段と、この手段によって分離さ
れた各信号を信号毎に異なるサンプリング周期をもつサ
ンプラに入力する手段と、この手段によって得られた各
サンプリング信号を数値的に安定なUD分解アルゴリズム
によってパラメータ同定する手段と、この手段によって
同定された各周波数帯域の伝達関数より、全周波数帯域
の周波数特性を求める手段とを具備してなることを特徴
とする伝達関数測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24605487A JP2573254B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 伝達関数測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24605487A JP2573254B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 伝達関数測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6488261A JPS6488261A (en) | 1989-04-03 |
| JP2573254B2 true JP2573254B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=17142775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24605487A Expired - Fee Related JP2573254B2 (ja) | 1987-09-30 | 1987-09-30 | 伝達関数測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2573254B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015182921A1 (ko) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | 주식회사 글로비즈 | 다대역 주파수 모니터링 방법 |
-
1987
- 1987-09-30 JP JP24605487A patent/JP2573254B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015182921A1 (ko) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | 주식회사 글로비즈 | 다대역 주파수 모니터링 방법 |
| KR20150136702A (ko) * | 2014-05-27 | 2015-12-08 | 주식회사 글로비즈 | 다대역 주파수 모니터링 방법 |
| KR101583705B1 (ko) * | 2014-05-27 | 2016-01-11 | 주식회사 글로비즈 | 다대역 주파수 모니터링 방법 |
| US10288587B2 (en) | 2014-05-27 | 2019-05-14 | Globiz Co., Ltd. | Method for monitoring signal having multi-band frequency |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6488261A (en) | 1989-04-03 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |