MIMO系统中如何使用跳频信号

Question

我正在寻找一种方法来模拟各种输入信号的信号输出。更准确地说，我有一个由它的传递函数H定义的系统，它接受一个输入和一个输出。我生成了几个信号(存储在一个numpy数组中)。我想做的是，得到系统的响应，在没有使用for循环的情况下对每个输入信号的响应。有办法继续吗？下面是我迄今编写的代码。

from __future__ import division
import numpy as np
from scipy import signal

nbr_inputs = 5
t_in = np.arange(0,10,0.2)
dim = (nbr_inputs, len(t_in))

x = np.cumsum(np.random.normal(0,2e-3, dim), axis=1)
H = signal.TransferFunction([1, 3, 3], [1, 2, 1])
t_out, y, _ = signal.lsim(H, x[0], t_in) # here, I would just like to simply write x

谢谢你的帮忙

Answer 1

这不是一个MIMO系统，它是一个SISO系统，但您有多个输入。

您可以创建一个MIMO系统，并一次性应用您的输入，这将是一个信道计算，但同时。此外，您还不能将scipy.signal.lsim用于多输入多输出系统。您可以使用其他选项，如python-control (如果您有slycot扩展，否则也不能使用slycot)或harold (如果您有Python3.6或更高版本)(免责声明:我是作者)。

import numpy as np
from harold import *
import matplotlib.pyplot
nbr_inputs = 5
t_in = np.arange(0,10,0.2)
dim = (nbr_inputs, len(t_in))

x = np.cumsum(np.random.normal(0,2e-3, dim), axis=1)

# Forming a 1x5 system, common denominator will be completed automatically
H = Transfer([[[1, 3, 3]]*nbr_inputs], [1, 2, 1])

关键字per_channel=True将第一输入应用于第一通道，第二输入应用于第二输入，等等。否则，返回组合响应。你可以用它来检查形状，看看我的意思。

# Notice it is x.T below -> input shape = <num samples>, <num inputs>
y, t = simulate_linear_system(H, x.T, t_in, per_channel=True)

plt.plot(t, y)

这给了我们

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