harminv - Online sa Cloud

PROGRAMA:

NAME

harminv - kunin ang mga frequency ng mode mula sa data ng time-series

SINOPSIS

harminv [OPTION]... [freq-min-freq-max] ...

DESCRIPTION

harminv ay isang programa na idinisenyo upang malutas ang problema ng "harmonic inversion": binigyan ng oras
serye na binubuo ng isang kabuuan ng sinusoids ("mga mode"), kunin ang kanilang mga frequency at
amplitudes. Maaari din nitong pangasiwaan ang kaso ng exponentially-decaying sinusoids, kung saan
kaso kinukuha din nito ang kanilang decay rate.

harminv ay kadalasang nakakamit ang higit na katumpakan at katatagan kaysa sa Fourier-
ibahin ang anyo ng mga pamamaraan, mahalagang dahil ipinapalagay nito ang isang tiyak na anyo para sa input.

Gumagamit ito ng mababang storage na "filter-diagonalization method" (FDM), gaya ng inilarawan sa VA
Mandelshtam at HS Taylor, "Harmonic inversion of time signals," J. Chem. Phys. 107,
6756 (1997). Tingnan din ang erratum, Ibid 109, 4128 (1998).

INPUT

harminv bumabasa sa isang sequence ng whitespace-separated real o complex na mga numero mula sa standard
input, pati na rin ang mga command-line na argumento na nagsasaad ng isa o higit pang frequency range sa
paghahanap, at inilalabas ang mga mode na kinukuha nito mula sa data. (Mas gusto nitong mahanap
mga mode sa frequency range na iyong tinukoy, ngunit minsan ay maaaring makakita ng mga karagdagang mode sa labas
ng hanay na iyon.) Ang data ay dapat na tumutugma sa pantay na pagitan ng mga oras, ngunit mayroon
walang hadlang sa bilang ng mga puntos.

Ang mga kumplikadong numero sa input ay dapat na ipahayag sa format RE+IMi (walang whitespace).
Kung hindi, hindi papansinin ang whitespace. Gayundin, ang mga komento na nagsisimula sa "#" at umaabot sa
hindi pinapansin ang dulo ng linya.

Ang isang tipikal na invocation ay isang bagay tulad ng

harminv -t 0.02 1-5 < input.dat

na nagbabasa ng isang pagkakasunud-sunod ng mga sample, na may pagitan sa 0.02 na pagitan ng oras (sa ms, sabihin,
naaayon sa 50 kHz), at naghahanap ng mga mode sa frequency range na 1-5 kHz. (Tingnan
sa ibaba sa mga yunit.)

oUTPUT

harminv nagsusulat ng anim na comma-delimited column sa karaniwang output, isang linya para sa bawat mode:
frequency, decay constant, Q, amplitude, phase, at error. Ang bawat mode ay tumutugma sa a
function ng form:

malawak * exp[-i (2 pi dalas t - pagbabago ng isang bagay) - pagkabulok t]

Dito, ang i ay sqrt(-1), t ay ang oras (tingnan sa ibaba para sa mga yunit), at ang iba pang mga parameter sa
ang mga hanay ng output ay:

dalas
Ang dalas ng mode. Kung hindi mo nakikilala iyon mula sa expression sa itaas,
dapat mong alalahanin ang formula ni Euler: exp(ix) = cos(x) + i sin(x). Tandaan na para sa
kumplikadong data, mayroong pagkakaiba sa pagitan ng positibo at negatibong mga frequency.

pagkabulok patuloy
Ang exponential decay constant, na ipinahiwatig ng pagkabulok sa formula sa itaas. Ang
Ang kabaligtaran nito ay madalas na tinatawag na "habambuhay" ng mode. Ang "half-life" ay
ln(2) /pagkabulok.

Q Isang kumbensyonal, walang sukat na pagpapahayag ng buhay ng pagkabulok: Q = pi |dalas|
/ pagkabulok. Ang Q, na kumakatawan sa "quality factor", ay ang bilang ng mga tuldok para sa
"enerhiya" sa mode (ang squared amplitude) sa pagkabulok ng exp(-2 pi). Katulad nito,
kung titingnan mo ang power spectrum (|Fourier transform|^2), 1/Q ang fractional
lapad ng peak sa kalahating maximum.

malawak
Ang (tunay, positibo) amplitude ng sinusoids. Ang amplitude (at phase)
ang impormasyon sa pangkalahatan ay tila hindi gaanong tumpak kaysa sa dalas at pagkabulok
pare-pareho.

pagbabago ng isang bagay Ang phase shift (sa radians) ng sinusoids, tulad ng ibinigay ng formula sa itaas.

mali Isang krudo na pagtatantya ng relatibong error sa (kumplikadong) dalas. Hindi ito
talagang isang error bar, gayunpaman, kaya dapat mong ituring ito bilang isang figure ng merito
(mas maliit ay mas mahusay) para sa bawat mode.

SPURIOUS mode

Kadalasan, makakahanap ang harminv ng ilang mga huwad na solusyon bilang karagdagan sa ninanais
mga solusyon, lalo na kung maingay ang iyong data. Ang ganitong mga solusyon ay nailalarawan sa pamamagitan ng malaki
mga error, maliit na amplitude, at/o maliit na Q (malaking decay rate / malawak na linewidth). Kaya mo
alisin ang mga ito mula sa output ng error/Q/amplitude screening na mga opsyon na tinukoy sa ibaba.

Bilang default, awtomatikong inaalis ang mga mode na may error > 0.1 at Q <10, ngunit malamang na
na kakailanganin mong magtakda ng mas mahigpit na mga limitasyon.

UNITS

Ang mga halaga ng dalas (at pagkabulok), parehong input at output, ay tinukoy sa mga yunit ng 1/time,
kung saan ang mga yunit ng oras ay tinutukoy ng sampling interval dt (ang oras sa pagitan
magkakasunod na input). dt ay bilang default 1, maliban kung tinukoy mo ito kasama ang -t dt pagpipilian.

Sa madaling salita, pumili ng ilang unit (hal. ms sa halimbawa sa itaas) at gamitin ang mga ito upang ipahayag ang
hakbang ng oras. Pagkatapos, maging pare-pareho at gamitin ang kabaligtaran ng mga yunit na iyon (hal kHz = 1/ms) para sa
dalas.

Tandaan na ang dalas ay ang karaniwang kahulugan ng 1/panahon; hindi ito ang angular frequency.

Opsyon

-h Ipakita ang tulong sa mga opsyon sa command-line at paggamit.

-V I-print ang numero ng bersyon at impormasyon ng copyright para sa harminv.

-v Paganahin ang verbose output, na naka-print sa karaniwang output bilang mga linya ng komento (nagsisimula sa a
"#" na karakter). Gayundin, ang anumang "#" na komento sa input ay ie-echo sa output.

-T Tukuyin ang mga saklaw ng panahon sa halip na mga saklaw ng dalas sa linya ng command (sa mga yunit ng
oras na naaayon sa mga tinukoy ng -t). Ang output ay dalas pa rin at
hindi period, gayunpaman.

-w Tukuyin ang mga angular na frequency sa halip na ang mga frequency, at ang output angular frequency
sa halip na dalas. (Ang angular frequency ay frequency na pinarami ng 2 pi).

-n I-flip ang sign ng frequency (at phase) convention na ginamit sa harminv. (Ang senyales
ng dalas ay mahalaga lamang kung mayroon kang kumplikadong halaga ng data ng pag-input, kung saan
kaso ang positibo at negatibong frequency amplitude ay maaaring mag-iba.)

-t dt Tukuyin ang pagitan ng sampling dt; tinutukoy nito ang mga yunit ng oras na ginamit sa kabuuan
ang input at output. Mga Default sa 1.0.

-d d Tukuyin ang spectral na "density" d upang maghanap ng mga mode, kung saan ang density ng 1
ay nagpapahiwatig ng karaniwang resolusyon ng Fourier. Iyon ay, ang bilang ng mga pag-andar ng batayan
(na nagtatakda ng upper bound sa bilang ng mga mode) ay ibinibigay ng d beses (freq-max -
freq-min) beses dt beses ang bilang ng mga sample sa iyong dataset. Pinakamataas na 300
ay ginagamit, gayunpaman, upang maiwasan ang mga matrice na maging masyadong malaki (maaari mong pilitin ang a
mas malaking bilang na may -f, sa ibaba).

Tandaan na ang frequency resolution ng mga output ay hindi limitado ng parang multo
density, at sa pangkalahatan ay maaaring mas malaki kaysa sa resolusyon ng Fourier. Ang
tinutukoy ng density kung gaano karaming mga mode, sa karamihan, ang hahanapin, at sa ilang kahulugan ay ang
density kung saan ang bandwidth ay unang "hinanap" para sa mga mode.

Ang default na density ay 0.0, na nangangahulugan na ang bilang ng mga base function ay
tinutukoy ng -f (na nagde-default sa 100). Madalas itong tumutugma sa isang mas malaki
density kaysa sa karaniwang resolusyon ng Fourier, ngunit ang mga nagresultang singularidad sa
Ang mga matrice ng system ay awtomatikong inalis ng harminv.

-f nf Tumukoy ng lower bound nf sa bilang ng mga function ng spectral na batayan (default sa
100), pagtatakda ng mas mababang hangganan sa bilang ng mga mode na hahanapin. Ang pagpipiliang ito ay
madalas na isang mas maginhawang paraan upang tukuyin ang bilang ng mga pag-andar ng batayan kaysa sa -d
opsyon, sa itaas, kaya naman ito ang default.

-f nagbibigay-daan din sa iyo na gumamit ng higit sa 300 batayan ng mga function, ngunit maingat: ang
Ang oras ng pagkalkula ay sinusukat bilang O(N nf) + O(nf^3), kung saan ang N ay ang bilang ng mga sample, at
ang napakalaking matrice ay maaari ding magkaroon ng mababang katumpakan.

-s uri
Tukuyin kung paano pinagsunod-sunod ang mga output, kung saan uri ay isa sa
frequency/error/Q/decay/amplitude. (Tanging ang unang karakter ng uri usapin.)
Lahat ng uri ay nasa pataas na pagkakasunud-sunod. Ang default ay ang pag-uri-uriin ayon sa dalas.

-e maligaw Alisin ang anumang mga mode na may error (tingnan sa itaas) na mas malaki kaysa sa maligaw beses ang pinakamalaking error
kabilang sa mga nakalkulang mode. Default sa walang limitasyon.

-E maligaw Alisin ang anumang mga mode na may error (tingnan sa itaas) na mas malaki kaysa sa maligaw. Default sa 0.1.

-F Alisin ang anumang mga mode na may mga frequency sa labas ng tinukoy na hanay. (Ang mga ganitong mode ay hindi
kinakailangang huwad, gayunpaman.)

-a amp Alisin ang anumang mga mode na may amplitude (tingnan sa itaas) na mas mababa sa amp beses ang pinakamalaking amplitude
kabilang sa mga nakalkulang mode. Default sa walang limitasyon.

-A amp Alisin ang anumang mga mode na may amplitude (tingnan sa itaas) na mas mababa sa amp. Default sa walang limitasyon.

-Q q Alisin ang anumang mga mode na may |Q| (tingnan sa itaas) mas mababa sa q. Default sa 10.

Gumamit ng harminv online gamit ang mga serbisyo ng onworks.net