主要内容

使用复杂数据的频谱估算-Marple的测试用例

此示例显示了如何对时间序列数据执行光谱估计。我们使用Marple的测试用例(L. Marple中的复杂数据:S.L. Marple,JR,JR,数字光谱分析,应用程序,Prentice-Hall,Englewood Cliffs,NJ,1987年。)

测试数据

让我们首先加载测试数据:

加载马普尔

系统标识Toolbox™中的大多数例程都支持复杂数据。金宝app为了绘制,我们分别检查了数据的真实和虚构部分。

首先,查看数据:

子图(211),情节(真实(marple)),标题(“数据的真实部分。”)子图(212),情节(图像(marple)),标题(“数据的虚构部分”。

图包含2个轴对象。轴对象1具有标题的实际部分数据。包含一个类型行的对象。轴对象2具有数据的标题一部分。包含一个类型行的对象。

作为初步分析步骤,让我们检查数据的期刊:

per = etfe(marple);w = per.frequency;Clf H = Spectrumplot(Per,W);opt = getOptions(h);opt.freqscale =“线性”;opt.frequnits ='赫兹';setOptions(h,opt)

图包含一个轴对象。带有标题的轴对象来自以下内容:e@y1至:y1包含一个类型行的对象。此对象表示每个对象。

由于数据记录仅为64个样本,并且计算了128个频率的期刊图,因此我们清楚地看到了狭窄频率窗口的振荡。因此,我们对期刊(对应于1/32 Hz的频率分辨率)进行一些平滑处理:

sp = etfe(Marple,32);Spectrumplot(PER,SP,W);

图包含一个轴对象。带有标题的轴对象来自以下内容:e@y1至:y1包含2个类型行的对象。这些对象表示per,sp。

现在让我们尝试Blackman-Tukey的频谱估计方法:

SSM = SPA(MARPLE);%功能SPA执行光谱估计Spectrumplot(sp,'b',SSM,'G',w,opt);传奇({“平滑期刊图”,,,,“布莱克曼 - 塔基估计”});

图包含一个轴对象。带有标题的轴对象来自以下内容:e@y1至:y1包含2个类型行的对象。这些对象代表平滑的期刊,Blackman-Tukey估计。

默认窗口长度为少量数据提供了一个非常狭窄的滞后窗口。我们可以选择一个较大的滞后窗口:

SS20 = SPA(Marple,20);Spectrumplot(sp,'b',SS20,'G',w,opt);传奇({“平滑期刊图”,,,,“布莱克曼 - 塔基估计”});

图包含一个轴对象。带有标题的轴对象来自以下内容:e@y1至:y1包含2个类型行的对象。这些对象代表平滑的期刊,Blackman-Tukey估计。

估计自动回归(AR)模型

参数5阶AR模型由以下方式计算

t5 = ar(marple,5);

与期刊估计值进行比较:

Spectrumplot(sp,'b',T5,'G',w,opt);传奇({“平滑期刊图”,,,,“第五阶估计”});

图包含一个轴对象。带有标题的轴对象来自以下内容:e@y1至:y1包含2个类型行的对象。这些对象代表平滑的期刊,第五阶AR估计。

实际上,AR-Command涵盖了20种不同的方法进行频谱估计。以上是Marple书中所谓的“修改后协方差估计”。

获得了其他一些知名度:

tb5 = ar(marple,5,'burg');%burg的方法ty5 = ar(Marple,5,'yw');%Yule-Walker方法Spectrumplot(T5,TB5,TY5,W,OPT);传奇({“修改协方差”,,,,'burg',,,,'Yule-Walker'})

图包含一个轴对象。带有标题的轴对象来自以下内容:e@y1至:y1包含3个类型行的对象。这些对象代表修改后的协方差,伯格,尤尔·沃克。

使用仪器变量方法估算AR模型

也可以使用仪器变量方法进行AR模型。为此,我们使用该功能伊瓦

ti = ivar(Marple,4);Spectrumplot(T5,Ti,W,Opt);传奇({“修改协方差”,,,,“乐器变量”})

图包含一个轴对象。带有标题的轴对象来自以下内容:e@y1至:y1包含2个类型行的对象。这些对象代表修改后的协方差,仪器变量。

光谱的自回旋移动平均值(ARMA)模型

此外,系统识别工具箱涵盖了光谱的ARMA模型:

ta44 = armax(marple,[4 4]);%4个AR-Parameters和4个MA-参数Spectrumplot(T5,TA44,W,OPT);传奇({“修改协方差”,,,,'arma'})

图包含一个轴对象。带有标题的轴对象来自以下内容:e@y1至:y1包含2个类型行的对象。这些对象代表修改后的协方差,ARMA。