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Filter-Funktion fuer zeitdiskrete Messdaten nutzen
 

FMK
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     Beitrag Verfasst am: 19.08.2015, 17:59     Titel: Filter-Funktion fuer zeitdiskrete Messdaten nutzen
  Antworten mit Zitat      
Hallo Zusammen,

ich schlage mich seit geraumer Zeit mit der Filter-Funktion rum und bin leider noch keinen Meter weiter gekommen. Ich habe zeitdiskrete Messdaten aus dem Oszi und PSCAD aufgenommen und moechte nun mithilfe der Filter-Funktion das Ausgangssignal erhalten.

Zuerst berechne ich analytisch die Uebertragungsfunktion, die einem PT1-Glied entspricht und diskretisiere sie. Dann filtere ich den Eingang.
Code:
C1 = 400E-12;
C2 = 0.9E-6;
R1 = 56000;
R2 = 5100;
Rs1 = 119;
Rs2 = 60;

X = Rs2*Rs2+R1*Rs2+R2*Rs2+R1*Rs2+R2*Rs2;
num = (R2*Rs2)/(Rs1*C2*X);
den = (C1+C2)/(Rs1*C1*C2);

K = num/den; % amplifier
Ts = 1/den; % delay
den2 = [1 Ts];
num2 = K;
%Create transfer function with sampling time
sys = tf( num, den, 1E-9);
% Diskretisierung der Übertragungsfunktion mit c2d
% auch hier ist die Abtastzeit dt wichtig
[num_int, den_int]  = tfdata(d2d(sys,1E-9));

Input2 = Input(1:335);
Output3 = filter(num_int{1},den_int{1}, Input2);
 

Herauskommen sollte wie in meiner Simulation aus einer Sprungfunktion eine gedaempfte Antwort (Antwort -Referenz), jedoch spuckt mir Matlab mit dem Code eher eine skalierte Sprungfunktion (Filter Ausgang) aus.

Hat jemand ne Idee was da schiefgelaufen ist.

Danke im Vorraus,
FMK
edit winkow: bitte code umgebung benutzen

untitled3.png
 Beschreibung:
Filter Ausgang

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 Heruntergeladen:  635 mal
untitled2.png
 Beschreibung:
Eingang

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 Dateigröße:  13.17 KB
 Heruntergeladen:  607 mal
untitled.png
 Beschreibung:
Ausgang -Referenz

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Epfi
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     Beitrag Verfasst am: 19.08.2015, 18:12     Titel: Re: Filter-Funktion fuer zeitdiskrete Messdaten nutzen
  Antworten mit Zitat      
Code:

den2 = [1 Ts];
 

Sicher, dass Du nicht den2=[Ts 1] meinst?

Code:

sys = tf(num, den, 1E-9);
 

Sicher, dass Du nicht sys = tf(num2, den2, 1E-9); meinst? Und danach: sicher, dass Du nicht sys = tf(num2, den2); meinst?
Du definierst hier zeitdiskrete Übertragungsfunktion mit Parametern, die mutmaßlich zu einem kontinuierlichen System gehören. Und da num und den einfach nur Skalare sind, ist diese Übertragungsfunktion eine reine Verstärkung.

PS: Guck Dir auch mal an, was ein Debugger ist und wie man den von Matlab benutzt. Das wird Dir sicherlich bei der Fehlersuche behilflich sein.
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FMK
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     Beitrag Verfasst am: 20.08.2015, 09:38     Titel:
  Antworten mit Zitat      
Danke fuer die schnelle Antwort und den Debug fuer die Faktoren.
Auf die Antwort stellt sich fuer mich natuerlich die Frage, wie ich mein zeitdiskretes Eingangssignal dann mit der Uebertragungsfunktion mit num und den mein Ausgangssignal bekomme?
Das mit den Vektoren fuer die Uebertragungsfunkions habe ich leider nicht verstanden.
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Epfi
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     Beitrag Verfasst am: 20.08.2015, 09:43     Titel:
  Antworten mit Zitat      
FMK hat Folgendes geschrieben:
Auf die Antwort stellt sich fuer mich natuerlich die Frage, wie ich mein zeitdiskretes Eingangssignal dann mit der Uebertragungsfunktion mit num und den mein Ausgangssignal bekomme?

Ich glaube, Du suchst lsim .

Zitat:
Das mit den Vektoren fuer die Uebertragungsfunkions habe ich leider nicht verstanden.


Code:

>> tau = 0.01;
>> num = 1;
>> den = [1 tau];
>> sys = tf(num, den)
sys =
 
     1
  --------
  s + 0.01
 
Continuous-time transfer function.
 

Ein PT1 mit der Zeitkonstante 100s.


Code:

>> den = [tau 1];
>> sys = tf(num, den)
sys =
      1
  ----------
  0.01 s + 1
Continuous-time transfer function.
 

Ein System mit der Zeitkonstante 0.01s. Und so, wie Du Deine Variablen genannt hast, nehme ich an, dass Du das willst und nicht das, was im ersten Beispiel steht (was Du aber gemacht hast).
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     Beitrag Verfasst am: 20.08.2015, 13:15     Titel:
  Antworten mit Zitat      
Danke fuer die Erklaerung der Eingabe von num und den.

Leider bekomm ich bei lsim das gleiche raus wie mit der filter-Funktion. Die Daempfung ist einfach nicht dabei, was vergesse ich da?
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Epfi
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     Beitrag Verfasst am: 20.08.2015, 13:16     Titel:
  Antworten mit Zitat      
Wie lautet denn die Ausgabe, wenn Du auf der Konsole sys eingibst?
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FMK
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     Beitrag Verfasst am: 20.08.2015, 13:53     Titel:
  Antworten mit Zitat      
sys =

389.5
--------------
2.102e07 z + 1

Sample time: 1e-12 seconds
Discrete-time transfer function.

entspricht einem PT1 Glied mit 1.853E-5 / (1+s4.7578E-Cool
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Epfi
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     Beitrag Verfasst am: 20.08.2015, 14:01     Titel:
  Antworten mit Zitat      
Guck Dir mal mit step die Sprungantwort davon an. Oder wenn Du es besser lesen kannst mit pzmap den Pol-Nullstellenplan. Oder mit impulse die Impulsantwort. Oder mit bode da Bodediagramm. An sich ist es egal - in dem Fall sind alle recht aussagekräftig...

Und dann fängst Du nochmal von vorne an, zu prüfen, wie Du auf diese Parameter gekommen bist und an welcher Stelle es schief gelaufen ist :)
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FMK
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     Beitrag Verfasst am: 20.08.2015, 14:28     Titel:
  Antworten mit Zitat      
%Calculate analytical transfer function
C1 = 400E-12;
Danke fuer den Tip. Hab jetzt mal folgendes gemacht:
C2 = 0.9E-6;
R1 = 56000;
R2 = 5100;
Rs1 = 119;
Rs2 = 60;

X = Rs2*Rs2+R1*Rs2+R2*Rs2+R1*Rs2+R2*Rs2;
num = (R2*Rs2)/(Rs1*C2*X);
den = (C1+C2)/(Rs1*C1*C2);

K = num/den; % amplifier
Ts = 1/den; % delay
den2 = [1 Ts]; %or [1 Ts]
num2 = K; % or K
sys = tf(num2, den2);
step(sys);

Heraus kommt eine amplitude groesser als 1 und gedampft. Wie kann das sein? Das Signal sollte doch kleiner werden.
Hab das ganze mal mit K und Ts in ein aehnliches Programm wie simulink eingegeben, da passen die Parameter.

Wenn ich
sys = tf(num2, den2, 1E-12); eingebe kommt die richtige skalierung raus aber wieder der einheitsprung ohne daempfung.
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Epfi
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     Beitrag Verfasst am: 20.08.2015, 14:32     Titel:
  Antworten mit Zitat      
Da kann ich mich leider nur selbst zitieren:

Zitat:
Sicher, dass Du nicht den2=[Ts 1] meinst?


Und der Vollständigkeit halber: doc tf

Nachtrag: Du kannst auch nicht einfach zeitkontinuierliche Parameter mit einer Samplingrate in tf stecken und erwarten, dass die Funktion dir das dem zeitkontinuierlichen System entsprechende zeitdiskrete System zurück gibt. tf gibt Dir dann zwar ein zeitdiskretes System zurück, aber das mit den Parametern, die Du übergeben hast. Was Du vermutlich meinst, ist:
Code:

sys_konti = tf(num, den);
sys_diskret = c2d(sys_konti, samplingrate);
 

Steht aber an sich auch ziemlich genau so in der Doku zu tf.
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FMK
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     Beitrag Verfasst am: 21.08.2015, 09:45     Titel:
  Antworten mit Zitat      
Vielen Dank fuer die letzte Antwort und die Geduld. Hat wunderbar geklappt.
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Epfi
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     Beitrag Verfasst am: 21.08.2015, 09:46     Titel:
  Antworten mit Zitat      
Ein Glück :)
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