为参数估计准备数据
关于本教程
目标
本教程介绍如何导入、分析和准备测量的输入和输出(I/O)数据，以估计Simulink的参数®模型。
请注意
Simulink设计优化™软件仅从真实的时域数据估计参数。
执行以下任务参数估计量：
从MATLAB导入数据®工作区。
使用时间图分析数据质量。
选择一个用于估计的数据子集。
取代离群值。
过滤高频噪声。
关于样本数据
负载spe_engine_throttle1.mat，其中包含从发动机油门系统测量的I/O数据。mat文件包含以下变量:
input1-输入数据样本position1-输出数据样本time1-时间向量
请注意
输入和输出数据样本的数量必须等于相应时间向量的长度。
发动机节气门系统控制空气和燃料混合物流向发动机气缸。节流阀体包含一个蝶阀，当驾驶员踩下油门踏板时蝶阀就会打开。打开这个气门会增加进入气缸的混合燃料的量，从而提高发动机的速度。在节气门系统中，直流电动机控制蝶阀的开启角度。节流系统的输入是电机电流(单位:安培)，输出是蝶阀的角度位置(单位:度)。
spe_engine_throttle1包含了发动机节流系统的Simulink模型。
开始一个参数估计量会话
要执行参数估计，必须首先启动参数估计量会话。
在MATLAB提示符下输入以下命令打开发动机油门系统模型:
spe_engine_throttle1
这个命令打开Simulink模型，并将数据加载到MATLAB工作空间中。
在Simulink模型窗口中，在应用程序选项卡,在控制系统中,选择参数估计量．
这个动作打开一个新的会话，参数估计- spe_engine_throttle1，在参数估计量．
请注意
Simulink模型必须保持打开状态才能执行参数估计任务。
创建一个参数估计实验
在参数估计量在参数估计选项卡，单击新实验按钮。这将创建一个关于名称的实验经验值在实验列表。您可以通过右键单击并选择重命名它重命名从名单上。例如，调用它NewData1．
导入数据
教程的这一部分解释了如何将测量的I/O数据导入实验中参数估计量．导入数据将数据分配给相应的模型输入和输出信号。
模型输入和输出信号是用import指定的输入和外港位置块,分别。要了解更多关于块的信息，请参见轮廓尺寸而且外港在Simulink文档中块引用页。
要将数据导入实验，右键单击并选择编辑……启动实验编辑器。通过输入导入输出数据[time1, position1]的对话框中输出面板。通过键入导入输入数据[time1, input1]的对话框中输入面板。
分析数据
本教程的这一部分解释了如何通过查看时间图上的数据特征来分析输出数据质量。根据分析结果，可以决定是否对数据进行预处理，然后进行参数估计。例如，如果数据包含噪声，您可能希望在估计参数之前从系统动态中过滤噪声。
如需创建实验图，请单击添加图在参数估计TAB，选择实验名称，例如NewData1下实验图．
时间图显示响应步进输入的输出数据，如中所述关于样本数据．该图显示在t = 0.5 s后，由于系统关闭，响应迅速下降。为了将参数估计集中在系统活动的时间段上，选择t = 0 s到t = 0.5 s之间的数据样本，如提取数据进行估计．
数据中的峰值表明离群值，定义为数据值偏离平均值超过三个标准差。它们可能是由测量误差或传感器问题引起的。响应也包含噪声。在从该数据估计模型参数之前，去除异常值并过滤噪声，如中所述取代离群值而且过滤数据．
例如，您还可以通过右键单击实验来绘制实验数据NewData1，并选择图实测实验数据从名单上。
提取数据进行估计
本教程的这一部分解释了如何选择I/O数据子集进行估计。如在分析数据时，系统在t = 0.5 s时停机。为了将估计集中在t = 0.5 s之前的时间段，排除t = 0.5 s之后的数据样本。这个操作选择t = 0 s到t = 0.5 s之间的数据进行估计。
首先，将数据导入实验，如中所述导入数据．
选择t = 0 s到t = 0.5 s之间的部分数据:
将测量数据绘制成图分析数据，才能获得实验图选项卡。
在实验图选项卡上,单击提取数据启动提取数据选项卡。
在开始时间:场和0.5在结束时间:字段。
点击另存为例如，为了在新的实验中保存数据，
NewData1_1．
的参数估计量提取相应的输入数据。要绘制新数据，请单击添加图在参数估计选项卡。选择实验名称，例如，NewData1_1在实验图列表显示从t = 0 s到t = 0.5 s的数据的实验图。
取代离群值
为什么要替换离群值
离群值是偏离平均值超过三个标准差的数据值。当从包含异常值的数据估计参数时，结果可能不准确。因此，您可以选择在估计参数之前替换数据中的异常值。
如何替换离群值
在实验小区中提取的数据如下提取数据进行估计，可以直观地检测出似乎是异常值的数据点。要替换这些点:
在实验图选项卡上,单击替代数据启动替代数据选项卡。实验图显示预览数据，浅褐色。在预览中，选择要替换的数据点。
在替代数据选项卡上,单击替代数据并选择常数值。例如，将0.00899和0.0189时间点对应的输出信号数据替换为15，将0.149时间点对应的输出信号数据替换为86，其余异常值数据点替换为90。
中的箭头应用部分并选择另存为:根据修改后的数据创建一个新的实验．参数估计量保存新实验中修改的数据，例如:
NewData1_1_1．点击添加图在参数估计TAB键选择新的实验，例如，
NewData1_1_1．这将创建修改后的数据的实验图。表示异常值的尖峰不再出现在时间图上。
过滤数据
本教程的这一部分解释了如何过滤噪声并从输出数据中删除任何周期性趋势。首先从输出数据中删除异常值，如中所述取代离群值．
例如，点击新实验的实验图，NewData1_1_1．在实验图选项卡上,单击低通滤波器．
在低通滤波器选项卡选择过滤所有信号．
在归一化截止频率字段。
点击选项．在过滤器订单字段，单击好吧．
中的箭头应用部分并选择另存为:根据修改后的数据创建一个新的实验．参数估计量保存新实验中修改的数据，例如:
NewData1_1_1_1．点击添加图在参数估计TAB键选择新的实验，
NewData1_1_1_1．这将创建修改后的数据的实验图。对噪声进行滤波，输出数据平滑。
保存会话
在你准备好数据后，删除旧实验中的数据，例如，新Data1，新Data1_1，新Data1_1_1．例如，你可以重命名最后一个实验，NewData1_1_1_1作为NewData1，并保存会话。
中右键单击实验名称即可删除实验实验窗格，并选择删除从名单上。
单击，保存会话保存会话在参数估计选项卡选择保存会话的位置。为会话指定一个名称，例如，spe_engine_throttle1_sdosession.mat在文件名称或会话字段，然后单击保存或好吧．这将把参数估计会话保存为mat文件。
要了解如何从此数据估计参数，请参见从实测数据估计参数．
您也可以从以下列表中选择一个网站: