模型选择消除了落在特定频率范围之外的极点。当您希望将分析重点放在系统动力学的特定子集上时,此方法非常有用。例如,如果您使用的控制系统带宽受到执行器动力学的限制,您可能会放弃工厂中的高频动力学。消除感兴趣的频率范围之外的动力学降低了模型计算的数值复杂性。通过模式选择计算降阶模型有两种方法:
有关模型简化的更多一般信息,请参见减少模型基础.
减速器模型提供了一个交互式工具,用于执行模型简化,并检查和比较原始和降阶模型的响应。通过在中选择模式来近似一个模型减速器模型:
打开应用程序并导入LTI模型来减少。例如,假设有一个名为Gms
在MATLAB®工作区。下面的命令将打开减速器模型并导入模型。
modelReducer (Gms)
在数据浏览器,选择要缩减的模型。点击模式选择.
在模式选择选项卡,减速器模型显示原始模型和模型简化版的频率响应图。该应用程序还显示了两个模型的极零地图。
极点零图用。来标记极点位置x
零位置o
.
请注意
频率响应是一个波德图的SISO模型,和奇异值图的MIMO模型。
减速器模型消除位于阴影区域之外的极点。更改阴影区域以捕获您想要保留在简化模型中的动态。有两种方法。
在响应图或极零地图上,拖动阴影区域或阴影区域本身的边界。
在模式选择选项卡,输入较低和较高截止频率。
当你改变阴影区域或截止频率时,减速器模型自动计算一个新的降阶模型。在简化模型中保留的所有极点都落在极点零地图上的阴影区域内。简化的模型可能包含在阴影区域之外的零。
可以选择检查原始模型和简化模型之间的绝对或相对误差。控件上的按钮选择错误图类型模式选择选项卡。
有关使用分析图的更多信息,请参见在模型减速器应用中可视化降阶模型.
当您有一个或多个精简模型并希望进一步存储和分析时,单击.新模型在数据浏览器.
在中创建一个简化模型后数据浏览器,您可以继续调整模式选择区域,以创建不同顺序的简化模型,以便进行分析和比较。
现在您可以使用简化的模型执行进一步的分析。例如:
检查简化系统的其他响应,如阶跃响应或尼克尔斯图。要做到这一点,使用工具上情节选项卡。看到在模型减速器应用中可视化降阶模型为更多的信息。
将简化的模型导出到MATLAB工作空间,用于进一步的分析或控制设计。在减速器模型选项卡上,单击出口.
要创建一个MATLAB脚本,您可以在命令行中用于进一步的模型缩减任务,单击创建了模型,并选择生成MATLAB脚本.
减速器模型方法创建一个脚本freqsep
控件上设置的参数执行模型缩减模式选择选项卡。该脚本在MATLAB编辑器中打开。
要通过命令行中的模式选择来减少模型的顺序,请使用freqsep
.这个命令将动态系统模型按照指定的频率分为慢组件和快组件。
对于本例,加载模型Gms
并检查其频率响应。
负载modeselectGmsbodeplot (Gms)
Gms
有两组共振,一组在相对较低的频率,另一组在相对较高的频率。假设您希望对控制器进行调优Gms
,但在您的系统中的驱动器的带宽限制为3 rad/s左右,在两组谐振之间。简化计算和调优使用Gms
,可以使用模式选择来消除高频动态。
[Gms_s, Gms_f] = freqsep (Gms, 30);
freqsep
分解Gms
变成了慢速和快速的组件Gms = Gms_s + Gms_f
.所有固有频率小于30的模态(极点)都在Gms_s
,和更高频率的极点Gms_f
.
bodeplot (Gms, Gms_s Gms_f)传说(“原始”,“慢”,“快”)
缓慢的组件,Gms_s
,仅包含低频谐振,与原模型的直流增益相匹配。检查两个模型的顺序。
订单(Gms)
ans = 18
订单(Gms_s)
ans = 10
当高频动力学对您的应用程序不重要时,您可以使用10阶Gms_s
而不是原来的18阶模型。如果忽略低频动态适合您的应用程序,您可以使用Gms_f
.要选择介于低频和高频截止点之间的模式,可以使用额外的呼叫freqsep
.