零极点简化通过消除零极点对或消除对整体模型响应没有影响的状态来精确地降低模型的阶数。例如,在构建闭环体系结构时,可以引入极点-零对。与数值计算相关的普通小误差可以将这种对消对转换为近似对消对。去除这些状态保留了模型响应特性,同时简化了分析和控制设计。零极点简化的类型包括:
在减速器模型应用程序和减少模型的顺序实时编辑器任务Pole-Zero简化方法会自动消除结构上断开的状态,并执行零极点取消或最小实现。
减速器模型提供一种交互式工具,用于执行模型简化以及检查和比较原始模型和简化模型的响应。中通过极点零化简来简化模型减速器模型:
打开应用程序,导入一个模型来减少。例如,假设有一个名为构建
在MATLAB®工作区。下面的命令将打开减速器模型并导入LTI模型构建
.
modelReducer(建立)
在数据浏览器,选择要缩减的模型。点击Pole-Zero简化.
在Pole-Zero简化选项卡,减速器模型显示原始模型和简化模型的频率响应图。该应用程序还显示了两个模型的零极点地图。
零极图用x
零位置o
.
请注意
频率响应是SISO模型的波德图,和MIMO模型的奇值图。
可选地,改变其容忍度减速器模型确定抵消零极点对。减速器模型消去位于指定公差范围内的极零对零极点对的化简价值。在这种情况下,没有零极对距离足够近减速器模型取消他们的默认容忍1 e-05
.若要取消相隔稍远的对,请将滑块向右移动或在文本框中输入较大的值。
蓝色的x
和o
零极点图上的标记表示原始模型中被简化模型消除的接近抵消的零极点对。简化模型中剩下的极点和零点用红色标记x
和o
.
在观察原模型和简化模型的频率响应时,尝试不同的简化公差。删除尽可能多的极点和零点,同时保留对应用程序很重要的频率区域中的系统行为。可选地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Pole-Zero简化选项卡。
有关使用分析图的更多信息,请参见在模型减速器应用程序中可视化减少的订单模型.
当您有一个想要存储和进一步分析的简化模型时,单击.新型号出现在数据浏览器使用反映简化模型顺序的名称。
在。中创建一个简化模型之后数据浏览器,您可以继续更改简化参数,并创建具有不同顺序的简化模型,以进行分析和比较。
您现在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程序中可视化减少的订单模型为更多的信息。
将简化的模型导出到MATLAB工作空间,以便进一步分析或控制设计。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简化任务,请单击创建了模型,并选择生成MATLAB脚本.
减速器模型创建一个使用minreal
命令以使用在Pole-Zero简化选项卡。脚本在MATLAB编辑器中打开。
若要在命令行通过极点零取消来降低模型的顺序,请使用minreal
.
创建以下系统的模型,其中C
是PI控制器,并且G
有一个零点
rad / s。这种低频率的零可能来自于植物动力学中某处的微分作用。例如,设备可能包括一个根据位置测量来计算速度的组件。
G = zpk (3 e-8 [1,3], 1);C = pid (0.3);T =反馈(G * C, 1)
T = (s + 0.3) (s-3e-08 ) ---------------------- s (s + 4.218) (s + 0.7824)连续时间零/钢管/增益模型。
在闭环模型中T
,积分器
从C
几乎抵消了低频零G
.
使积分器与原点附近的零相消。
tr = minreal (e - T, 1)
tr = (s + 0.3) (s-3e-08 ) ---------------------- s (s + 4.218) (s + 0.7824)连续时间零/钢管/增益模型。
默认情况下,minreal
通过消除精确的零极对或内部的近零极对来降低传递函数的阶数sqrt (eps)
.指定1 e -
作为第二个输入原因minreal
消除内部的零极对
彼此的Rad /s。
减少模型tr
包括原闭环模型的所有动力学T
,除了接近抵消的零极对。
比较原始系统和简化系统的频率响应。
波德(T、tr、“r——”)传说(“T”,“tr”)
由于被取消的极点和零点不完全匹配,一些在原始模型中明显的极端低频动力学缺失tr
.在许多应用程序中,您可以忽略这种极端的低频动态。当你增加匹配公差minreal
,确保没有删除与应用程序相关的动态特性。