Este es el comando harminv que se puede ejecutar en el proveedor de alojamiento gratuito de OnWorks utilizando una de nuestras múltiples estaciones de trabajo en línea gratuitas, como Ubuntu Online, Fedora Online, emulador en línea de Windows o emulador en línea de MAC OS.
PROGRAMA:
NOMBRE
harminv - extraer frecuencias de modo de datos de series de tiempo
SINOPSIS
Harminv [OPCIÓN] ... [frecuencia-min-frecuencia máxima] ...
DESCRIPCIÓN
Harminv es un programa diseñado para resolver el problema de la "inversión armónica": dado un tiempo
serie que consta de una suma de sinusoides ("modos"), extrae sus frecuencias y
amplitudes. También puede manejar el caso de sinusoides de desintegración exponencial, en los que
caso de que extraiga también sus tasas de descomposición.
Harminv a menudo es capaz de lograr una precisión y robustez mucho mayores que Fourier-
métodos de transformación, esencialmente porque asume una forma específica para la entrada.
Utiliza un "método de diagonalización de filtro" (FDM) de almacenamiento bajo, como se describe en VA
Mandelshtam y HS Taylor, "Inversión armónica de señales de tiempo", J. Chem. física 107,
6756 (1997). Consulte también la errata, ibídem 109, 4128 (1998).
ENTRADA
Harminv lee en una secuencia de números reales o complejos separados por espacios en blanco del estándar
entrada, así como argumentos de línea de comandos que indican uno o más rangos de frecuencia para
buscar, y genera los modos que extrae de los datos. (Encuentra preferentemente
modos en el rango de frecuencia que especifique, pero a veces puede encontrar modos adicionales fuera
de ese rango.) Los datos deben corresponder a intervalos de tiempo igualmente espaciados, pero hay
sin restricción en el número de puntos.
Los números complejos en la entrada deben expresarse en el formato RE+IMi (sin espacios en blanco).
De lo contrario, se ignoran los espacios en blanco. Además, los comentarios que comienzan con "#" y se extienden hasta el
final de la línea se ignoran.
Una invocación típica es algo así como
harminv -t 0.02 1-5 <input.dat
que lee una secuencia de muestras, espaciadas en intervalos de tiempo de 0.02 (en ms, digamos,
correspondiente a 50 kHz) y busca modos en el rango de frecuencia de 1 a 5 kHz. (Ver
a continuación en las unidades.)
SALIDA
Harminv escribe seis columnas delimitadas por comas en la salida estándar, una línea para cada modo:
frecuencia, constante de decaimiento, Q, amplitud, fase y error. Cada modo corresponde a un
función de la forma:
amplitud * exp [-i (2 pi frecuencia t - fase) - decadencia t]
Aquí, i es sqrt (-1), t es el tiempo (consulte las unidades a continuación) y los otros parámetros en el
las columnas de salida son:
frecuencia
La frecuencia del modo. Si no lo reconoce por la expresión anterior,
debe recordar la fórmula de Euler: exp (ix) = cos (x) + i sin (x). Tenga en cuenta que para
datos complejos, existe una distinción entre frecuencias positivas y negativas.
decadencia constante
La constante de desintegración exponencial, indicada por decadencia en la fórmula anterior. los
El inverso de esto a menudo se denomina "vida útil" del modo. La "vida media" es
ln(2) /decadencia.
Q Una expresión adimensional convencional de la vida útil de la desintegración: Q = pi |frecuencia |
/ decadencia. Q, que significa "factor de calidad", es el número de períodos para el
"energía" en el modo (la amplitud al cuadrado) para decaer por exp (-2 pi). Equivalentemente,
si observa el espectro de potencia (| transformada de Fourier | ^ 2), 1 / Q es la fracción
ancho del pico a la mitad del máximo.
amplitud
La amplitud (real, positiva) de las sinusoides. La amplitud (y fase)
La información generalmente parece ser menos precisa que la frecuencia y el deterioro.
constante.
fase El cambio de fase (en radianes) de las sinusoides, como se indica en la fórmula anterior.
error Una estimación burda del error relativo en la frecuencia (compleja). Esto no es
sin embargo, realmente es una barra de error, por lo que debería tratarla más como una figura de mérito
(más pequeño es mejor) para cada modo.
ESPURIO MODOS
Normalmente, harminv encontrará una serie de soluciones falsas además de la deseada.
soluciones, especialmente si sus datos son ruidosos. Tales soluciones se caracterizan por grandes
errores, amplitudes pequeñas y / o Q pequeño (tasas de caída grandes / anchos de línea amplios). Usted puede
omítelos de la salida mediante las opciones de detección de error / Q / amplitud que se definen a continuación.
Por defecto, los modos con error> 0.1 y Q <10 se omiten automáticamente, pero es probable
que necesitará establecer límites más estrictos.
BODEGAS
Los valores de frecuencia (y caída), tanto de entrada como de salida, se especifican en unidades de 1 / tiempo,
donde las unidades de tiempo están determinadas por el intervalo de muestreo dt (el tiempo entre
entradas consecutivas). dt es por defecto 1, a menos que lo especifique con el -t dt .
En otras palabras, elija algunas unidades (por ejemplo, ms en el ejemplo anterior) y utilícelas para expresar la
hora de caminar. Luego, sea consistente y use la inversa de esas unidades (por ejemplo, kHz = 1 / ms) para
frecuencia.
Tenga en cuenta que la frecuencia es la definición habitual de 1 / período; no es la frecuencia angular.
CAMPUS
-h Muestra ayuda sobre las opciones y el uso de la línea de comandos.
-V Imprima el número de versión y la información de copyright de Harminv.
-v Habilite la salida detallada, impresa en salida estándar como líneas de comentario (comenzando con un
"#" personaje). Además, cualquier comentario "#" en la entrada se repite en la salida.
-T Especifique intervalos de período en lugar de intervalos de frecuencia en la línea de comando (en unidades de
tiempo correspondiente a los especificados por -t). La salida sigue siendo frecuencia y
sin embargo, no punto.
-w Especificar frecuencias angulares en lugar de frecuencias y frecuencia angular de salida
en lugar de frecuencia. (La frecuencia angular es la frecuencia multiplicada por 2 pi).
-n Cambie el signo de la convención de frecuencia (y fase) utilizada en harminv. (La señal
de la frecuencia solo es importante si tiene datos de entrada de valores complejos, en los que
caso de que las amplitudes de frecuencia positiva y negativa puedan diferir.)
-t dt Especifique el intervalo de muestreo dt; esto determina las unidades de tiempo utilizadas a lo largo de
la entrada y salida. El valor predeterminado es 1.0.
-d d Especifique la "densidad" espectral d para buscar modos, donde una densidad de 1
indica la resolución habitual de Fourier. Es decir, el número de funciones base
(que establece un límite superior en el número de modos) viene dado por d veces (frecuencia máxima -
frecuencia-min) veces dt multiplicado por la cantidad de muestras en su conjunto de datos. Un máximo de 300
se utiliza, sin embargo, para evitar que las matrices se agranden demasiado (puede forzar una
mayor número con -fa continuación).
Tenga en cuenta que la resolución de frecuencia de las salidas es no limitado por el espectral
densidad, y generalmente puede ser mucho mayor que la resolución de Fourier. los
La densidad determina cuántos modos, como máximo, buscar, y en cierto sentido es el
densidad con la que se "busca" inicialmente el ancho de banda para los modos.
La densidad predeterminada es 0.0, lo que significa que el número de funciones base es
determinado por -f (que por defecto es 100). Esto a menudo corresponde a una mucho mayor
densidad que la resolución de Fourier habitual, pero las singularidades resultantes en el
harminv elimina automáticamente las matrices del sistema.
-f nf Especificar un límite inferior nf en el número de funciones de base espectral (por defecto es
100), estableciendo un límite inferior en el número de modos a buscar. Esta opcion es
a menudo una forma más conveniente de especificar el número de funciones base que la -d
opción anterior, por lo que es la predeterminada.
-f también le permite emplear más de 300 funciones básicas, pero cuidado: el
escalas de tiempo de cálculo como O (N nf) + O (nf ^ 3), donde N es el número de muestras, y
las matrices muy grandes también pueden tener una precisión degradada.
-s sort
Especifique cómo se ordenan las salidas, dónde sort es uno de los
frecuencia / error / Q / decaimiento / amplitud. (Solo el primer carácter de sort asuntos.)
Todos los tipos están en orden ascendente. El valor predeterminado es ordenar por frecuencia.
-e equivocarse Omita cualquier modo con error (ver arriba) mayor que equivocarse veces el error más grande
entre los modos calculados. Predeterminado sin límite.
-E equivocarse Omita cualquier modo con error (ver arriba) mayor que equivocarse. El valor predeterminado es 0.1.
-F Omita cualquier modo con frecuencias fuera del rango especificado. (Tales modos no son
necesariamente espurio, sin embargo.)
-a amp Omita cualquier modo con amplitud (ver arriba) menor que amp veces la mayor amplitud
entre los modos calculados. Predeterminado sin límite.
-A amp Omita cualquier modo con amplitud (ver arriba) menor que amp. Predeterminado sin límite.
-Q q Omita cualquier modo con | Q | (ver arriba) menos de q. El valor predeterminado es 10.
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