Як генерувати періодичні пандуси в Python за допомогою UliEngineering

UliEngineering містить модуль UliEngineering.SignalProcessing.Ramp, який можна використовувати для генерації пандусів із заданими профілями прискорення та уповільнення, а також із можливістю генерації C²-безперервних траєкторій.

Мінімальний приклад використання:

generate_ramp.py
from UliEngineering.SignalProcessing.Ramp import periodic_ramp

# Згенерувати сигнал
y = periodic_ramp(
    frequency = 2.0,
    samplerate=1000,
    amplitude=10,
    rise_time=0.1,
    fall_time=0.2,
    high_time=0.1,
    acceleration=4000,
    length=1.0,
)

Minimal Ramp.svg

Детальний скрипт для побудови графіка

UliEngineering Ramp.svg

згенеровано за допомогою цього коду Python

plot_ramp.py
#!/usr/bin/env python3
"""
Приклад скрипта для генерації та побудови графіка періодичного пандусного сигналу за допомогою
`UliEngineering.SignalProcessing.Ramp.periodic_ramp`.

Використання:
    python3 examples/ramp_example.py

Параметри дозволяють змінювати частоту дискретизації, частоту, амплітуду, часи наростання/спаду,
прискорення (злам), кількість періодів та ім'я вихідного файлу.
"""

import argparse
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from UliEngineering.SignalProcessing.Ramp import periodic_ramp
plt.style.use("ggplot")

def main():
    p = argparse.ArgumentParser(description="Згенерувати та побудувати графік періодичного пандусного сигналу")
    p.add_argument('--samplerate', '-r', type=float, default=1.0, help='Вибірки за секунду')
    p.add_argument('--frequency', '-f', type=float, default=1.0/15000.0, help='Частота сигналу в Гц')
    p.add_argument('--amplitude', '-a', type=float, default=1.05e8, help='Розмах амплітуди (peak-to-peak)')
    p.add_argument('--rise', type=float, default=3500.0, help='Час наростання (секунди)')
    p.add_argument('--fall', type=float, default=3500.0, help='Час спаду (секунди)')
    p.add_argument('--high', type=float, default=4000.0, help='Час утримання на високому рівні (секунди)')
    p.add_argument('--acceleration', '-A', type=float, default=50.0, help='Прискорення фронтів (одиниць/с^2)')
    p.add_argument('--periods', type=int, default=2, help='Кількість періодів для генерації')
    p.add_argument('--outfile', '-o', default='ramp.svg', help="Ім'я файлу для збереження графіка")
    args = p.parse_args()

    # Обчислити загальну довжину, необхідну для генерації заданої кількості періодів
    period = 1.0 / args.frequency
    length = args.periods * period

    # Згенерувати сигнал
    y = periodic_ramp(
        args.frequency,
        args.samplerate,
        amplitude=args.amplitude,
        rise_time=args.rise,
        fall_time=args.fall,
        high_time=args.high,
        acceleration=args.acceleration,
        length=length,
    )

    # Вісь часу
    t = np.arange(y.size) / args.samplerate

    # Побудова графіка
    plt.figure(figsize=(10, 4))
    plt.plot(t, y, color='tab:red', linewidth=1.0)
    plt.xlabel('Час [с]')
    plt.ylabel('Амплітуда')
    plt.title(f'Періодичний пандус (f={args.frequency:.6g} Гц, A={args.amplitude:g})')
    plt.grid(True)
    plt.tight_layout()
    plt.savefig(args.outfile, dpi=150)
    print(f"Графік збережено у {args.outfile}")

    # Показати інтерактивно (якщо доступно)
    try:
        plt.show()
    except Exception:
        pass


if __name__ == '__main__':
    main()

Дивіться схожі статті за категоріями: Python, UliEngineering, Data Science