Excitations signals and nonlinearly distored systems

• Autorzy: Dobrowiecki T. , Schoukens J.

Warianty tytułu

PL

Sygnały wejściowe i systemy zniekształcone nieliniowo

• Konferencja: Metody i Technika Przetwarzania Sygnałów w Pomiarach Fizycznych/Materiały XI Międzynarodowego Seminarium Metrologów (XI ; 17-20.09.2003 ; Rzeszów, Polska)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Small nonlinearities affect the measurement of the frequency response function. The measured best linear approximation to the (non-linear) system becomes offset from the underlying linear system and the measurements appear noisy due to the presence of the stochastic nonlinear component. Using repeated measurements the characteristics can be smoothed; the bias however presents a problem. A proper choice of excitation signals (random phase multisines on special frequency grids) permits to quantify the nonlinear distortions in a number of important measurement situations.

PL

Referat zajmuje się sytuacją, kiedy to mierzony system liniowy jest zniekształcony nieliniowo, co może zostać omyłkowo uznane za wpływ zakłóceń szumem na wyjściu systemu. W takim przypadku pomiar nieparametrycznej charakterystyki częstotliwościowej będzie zniekształcony. W referacie zakładamy, że dokładna identyfikacja systemu nieliniowego jest praktycznie niemożliwa oraz że badany system daje się opisać zbieżnym szeregiem Yolterra, z dominującym członem liniowym. Jako sygnałów wejściowych używamy sygnałów harmonicznych z fazą losową. Pokazujemy, że sygnały takie dają się łatwo manipulować i przy odpowiednim doborze częstotliwości zapewniają wgląd w charakter zniekształcającej nieliniowości. W tej sytuacji system zniekształcony nieliniowo daje się zastąpić addytywnym modelem złożonym z aproksymującego systemu liniowego i nieliniowego szumu na wyjściu systemu. Model ten analizowany jest w różnych, w praktyce pomiarowej istotnych sytuacjach.

Słowa kluczowe

EN

linear system; excitations signals; nonlinearly distorted systems

PL

system liniowy; sygnały wejściowe; systemy zniekształcone nieliniowo

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Elektrotechnika
• Rocznik: 2003
• Tom: z. 25 [207]
• Strony: 33--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Dobrowiecki T.

autor

Schoukens J.

• Dept of Measurement and Information Systems, Budapest University of Technology and Economics, Magyar Tudosok korutja2., H-1117 Budapest, Hungary

Bibliografia

• [1] F.J. Doyle, R.K. Pearson, and B.A. Ogunnaike, "Identification and Control Using Volterra Models," Springer-Verlag, London, 2002.
• [2] M. Schetzen, The Volterra and Wiener Theories of Nonlinear Systems. New York: John Wiley & Sons, 1980.
• [3] J. Schoukens, T. Dobrowiecki and R. Pintelon, "Parametric and Non-Parametric Identification of Linear Systems in the Presence of Nonlinear Distortions. A Frequency Domain Approach," IEEE Trans. on Automatic Control, Vol. 43, No. 2., Feb 1998, pp. 176-190.
• [4] J. Schoukens and R. Pintelon. Identification of Linear Systems: A Practical Guideling to Accurate Modeling, Pergamon, Oxford, 1991.
• [5] J. Schoukens, R. Pintelon and T. Dobrowiecki, "Nonparametric model error bounds for control design in the presence of nonlinear distortions," Proc. of the 40th IEEE Conf. on Decision and Control, Orlando, Florida, USA, December 2001, pp. 2998-3003.
• [6] J. Schoukens, R. Pintelon, T. Dobrowiecki, "Linear Modeling in the Presence of Nonlinear Distortions", IEEE Trans of Instrumentation and Measurement, Vol 51, Nr 4, Aug 2002, pp. 786- 792.
• [7] J. Schoukens, R. Pintelon, Y. Rolain and T. Dobrowiecki, "Frequency response functions measurements in the presence of nonlinear distortions" Automatica 37 (2001) 939-946.
• [8] C. Evans and D. Rees, "Nonlinear Distortions and Multisine Signals. Part I: Measuring the Best Linear Approximation," Proc. of the IMTC' I 999, Venice, Italy, pp. I 038- 1046 [9] C. Evans and D. Rees, "Nonlinear Distortions and Multisine Signals. Part II: Minimizing the Distortion," Proc. of the IMTC' 1999, Venice, Italy, pp. 1047-1053.
• [10] C. Evans, D. Rees, L. Jones and M. Weiss, "Periodic Signals for Measuring Nonlinear Volterra Kernels," IEEE Trans on Instrumentation and Measurement, Vol. 45, No. 2, April 1996, pp. 362-371.
• [11] T. Dobrowiecki and J. Schoukens, "Practical Choices in the FRF Measurement in the Presence of Nonlinear Distortions," IEEE Trans. on Instrumentation and Measurement Feb 2001, Vol 50, No 1, pp. 2-8.
• [12] K. Vanhoenacker, T. Dobrowiecki and J. Schoukens, "Design of Multisine Excitations to Characterize the Nonlinear Distortions During FRF-Measurements," IEEE Trans. on Instrumentation and Measurement, Oct 2001, Vol. 50, No. 5, pp.1097-1102.
• [13] M. Weiss, C. Evans, and D. Rees, "Identification of Nonlinear Cascade Systems Using Paired Multisine Signals," IEEE Transactions on lnstmmentation and Measurement, Vol. 47, No. 1, Feb 1998, pp. 332-336.
• [14] T. Dobrowiecki, J. Schoukens, "Coherence Function and Wiener-Hammerstein Systems", Baltic Electronic Conference, BEC'2002, Tallinn, Oct 6-9, pp. 145-148.
• [15] T. Dobrowiecki and J. Schoukens, "Cascading Wiener-Hammerstein Systems," Proc. of the IMTC'2002, Anchorage, May 21-23, 2002, pp. 881-886.
• [16] T. Dobrowiecki and J. Schoukens, "Bounds of Modeling Error due to Weak Nonlinear Distortions" Proc. of the IMTC'2001, Budapest, May 21-23, 2001, pp. 14-19.