主要内容

使用模型减速器应用降低模型顺序

这个例子展示了如何在保持重要动态的同时减少模型的顺序模型减速器应用程序。该示例说明了平衡截断方法,其基于它们对系统响应的能量贡献消除状态。

开放模型减速器与建筑模型

本例使用了洛杉矶大学医院大楼的模型。该建筑有八层,每层有三个自由度:两个位移和一个旋转。这些位移中的任何一个的输入-输出关系都表示为一个48状态模型,其中每个状态表示一个位移或其变化率(速度)。加载建筑模型并打开模型减速器与那个模型。

加载大厦.Mat尺寸模型(G)

在数据浏览器中选择模型,以在预览部分中显示有关模型的一些信息。双击模型以查看更详细的信息。

打开平衡截断选项卡

模型减速器有三种模型减少方法:平衡截断,模式选择和杆/零简化。对于此示例,请单击平衡截断

模型减速器打开平衡截断选项卡并自动生成一个降阶模型。上面的图在频域比较了原始模型和简化模型。下面的图显示了每个状态的能量贡献,这些状态从高能到低能进行了排序。简化模型的顺序是14,在柱状图中突出显示。在简化模型中,所有能量贡献比这个低的状态都被丢弃。

计算多个近似值

假设您想要保留模型响应的第一,第二和第三峰,大约为5.2 rad / s,13 rad / s和25 rad / s。尝试其他模型订单,以查看您是否可以使用较低的模型顺序实现此目标。以下方式计算第5顺序和第10阶近似:

  • 减少模型的订单文本框中,输入[5 10]

  • 在状态贡献图中,CTRL键单击状态5和状态10的条。

模型减速器计算两种新的缩小型号,并使用原始模型显示在响应绘图上G.为了更仔细地检查这三个峰值,放大相关的频率范围。10阶模型成功地捕获了三个峰值,而5阶模型仅接近前两个峰值。(有关缩放和与分析图的其他交互的信息,请参见在模型减速器应用程序中可视化缩小阶数.)

比较具有不同可视化的简化模型

除了所有三种模型的频率响应图之外,模型减速器允许您检查原始和缩小模型之间的绝对和相对误差。选择绝对错误情节看看建筑模型和简化模型之间的区别。

第5阶减少模型在前两个峰的频率区域中具有至多至多的误差,低于约30 rad / s。误差在较高频率下增加。在所有频率上,第10阶减少模型具有较小的误差。

在数据浏览器中创建减少模型

通过单击,将简化的模型存储在Data Browser中创建了模型.使用名称的数据浏览器中出现第五阶和10阶减少模型Greeduce5.Greeduce10

您可以继续更改模型简化参数并生成额外的简化模型。当你这样做的时候,Greeduce5.Greeduce10在数据浏览器中保持不变。

专注于特定的频率动态

默认情况下,平衡截断模型减速器保持直流增益,匹配原始和简化模型的稳态响应。清除保留DC增益复选框,以更好地近似高频动态。模型减速器计算新的模型。高频区域中的误差以低频误差略微增加的成本降低。

您还可以将平衡截断在特定的频率间隔中集中在模型动态上。例如,仅近13 rad / s约为建筑模型的第二峰。首先,选择模型反应绘图以查看模型的波德图。然后检查选择频率范围复选框。模型减速器只分析突出显示的频率区间中的状态贡献。

您可以拖动边界以交互方式更改频率范围。当您更改频率间隔时,Hankel奇异值图反映了各州的能量贡献的变化。

输入频率限制[10 22]进入旁边的文本框关注的范围.五阶简化模型捕获了基本的动力学。在这个频率范围内,10阶模型与原始建筑模型的动力学基本相同。

(可选)通过单击存储这些附加模型在数据浏览器中创建了模型

比较时域中的模型

您可以比较存储的减少模型和原始域响应绘图标签。在“数据浏览器”中,控制单击以选择要比较的模型,GGreeduce5.,Greeduce10.然后,点击模型减速器使用所有三种模型创建一部分程。

放大此绘图的瞬态行为显示Greeduce10捕获原始模型的时域行为。但是,回应Greeduce5.大约3秒后偏离原始模型。

进一步分析的导出模型

将简化后的模型与原模型在时域和频域进行了比较,结果表明Greeduce10充分捕捉兴趣的动态。导出该模型到MATLAB®工作空间进一步分析和设计。在模型减速器选项卡,单击出口模式.清除的复选框GGreeduce5.,然后点击出口出口Greeduce10

Greeduce10将在Matlab工作区中作为状态空间(SS.)模型。

也可以看看

应用

实时编辑任务

相关的话题