idtf

传递函数模型与可识别参数

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描述

一个idtf模型表示一个系统的连续时间和离散时间传递函数识别(有价值的)系数。使用idtf创建一个传递函数模型,或转换动态系统模型传递函数形式。

的输出传递函数是一个比率指数项的多项式。在连续时间,

G ( 年代 ) = e − τ 年代 b n 年代 n + b n − 1 年代 n − 1 + … + b 0 年代 米 + 一个 米 − 1 年代 米 − 1 + … + 一个 0 。

在离散时间,

G ( z − 1 ) = z − k b n z − n + b n − 1 z − n + 1 + … + b 0 z − 米 + 一个 米 − 1 z − 米 + 1 + … + 一个 0 。

在离散时间,z- - - - - -k代表一个时间延迟kT年代,在那里T年代样品时间。

为idtf模型中,分母系数一个0、……一个米1和分子系数b0、……bn可以有价值的参数。(主要的分母系数总是固定1。)时间延迟τ(或k在离散时间)也可以成为一个有价值的参数。的idtf模型存储多项式系数一个0、……一个米1和b0、……bn在分母和分子的属性模型,分别。时间延迟τ或k存储在IODelay模型的属性。

不像中的难点和idpoly,idtf修复噪声参数为1而不是参数化。所以,在 y = G u + H e ,H= 1。

天线系统传递函数包含输出传递函数对应于每一对输入-输出的系统。为idtf模型、多项式系数和运输延误的每一对输入-输出独立可估计的参数。

创建

你可以获得一个idtf模型对象的三种方式之一。

  • 估计idtf基于投入产出模型的测量系统使用特遣部队。的特遣部队命令估计的值传递函数系数和运输延误。估计的值存储在分子,分母,IODelay由此产生的属性idtf模型。当你引用分子和分母属性,您可以使用快捷键全国矿工工会和窝。的报告结果模型的属性存储的信息估计,如处理初始条件和选项用于估计。例如,您可以使用以下命令来估计,让信息传递函数。

    sys =特遣部队(数据、nx);num = sys.Numerator;穴= sys.den;sys.Report

    估计一个的例子idtf模型中,看到特遣部队。

    当你获得一个idtf模型的估计,可以从模型中提取及其不确定性估计系数。为此,使用命令等tfdata,getpar,或getcov。

  • 创建一个idtf模型使用idtf命令。例如,创建一个idtf模型与您指定的分子和分母。

    sys = idtf (num穴)
    您可以创建一个idtf模型配置一个传递函数的初始参数化估计适合测量响应数据。当你这样做时,你可以指定约束等价值的分子和分母系数和运输延误。例如,您可以修复某些参数的值,或者指定最小或最大自由参数的值。然后,您可以使用配置的模型作为输入参数特遣部队估计参数值与约束。有关示例,请参见创建连续时间传递函数模型和创建离散传递函数。

  • 转换到一个现有的动态系统模型idtf模型使用idtf命令。例如,状态空间模型转换sys_ss传递函数。

    sys_tf = idtf (sys_ss);
    更详细的例子,请参阅状态空间模型可识别转换成可识别的传递函数

对于信息功能您可以使用从或变换来提取信息idtf模型对象,看对象的功能。

语法

sys = idtf(分子、分母)
sys = idtf(分子、分母,Ts)
sys = idtf (___、名称、值)
sys = idtf (sys0)

描述

创建传递函数模型

例子

sys= idtf(分子、分母)创建了一个连续时间传递函数模型与可识别参数。分子指定当前的分子传递函数系数值。分母指定的当前值传递函数分母系数。

例子

sys= idtf(分子、分母Ts)创建一个离散时间传递函数模型与样本Ts。

例子

sys= idtf (___,名称,值)创建一个传递函数的属性由一个或多个指定名称,值对参数。指定名称-值对参数后的任何输入参数组合在前面的语法。

动态系统模型转化为传递函数模型

例子

sys= idtf (sys0)将任何动态系统模型sys0来idtf模型形式。

输入参数

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任何转换为一个动态系统idtf模型。

当sys0是一个识别模型,其参数估计协方差转换期间丢失。如果你想翻译估计协方差参数转换期间,使用translatecov。

属性

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分子传递函数系数的值,指定为一个行向量或一个单元阵列。

输出传输功能,分子系数的值被存储为一个行向量按照以下顺序:

  • 下行的力量年代或p(连续时间传输函数)

  • 提升的能力z1或问1(离散传递函数)

任何系数的初始值被存储为不知道南。

对于MIMO传输函数纽约输出和ν输入,分子是一个纽约——- - - - - -ν单元阵列为每个输入/输出对分子系数。一个天线系统传递函数的例子,请参阅创建MIMO离散传递函数。

如果你创建一个idtf模型sys使用idtf命令,sys.Numerator包含分子系数的初始值,您指定的分子输入参数。

如果你得到一个idtf模型通过识别使用特遣部队,然后sys.Numerator包含分子系数的估算值。

对于一个idtf模型sys,房地产sys.Numerator是属性的值的一个别名吗sys.Structure.Numerator.Value。

传递函数分母系数的值,指定为一个行向量或一个单元阵列。

输出传输函数,分母系数的值被存储为一个行向量按照以下顺序:

  • 下行的力量年代或p(连续时间传输函数)

  • 提升的能力z1或问1(离散传递函数)

领先的系数分母是固定为1。任何系数的初始值被存储为不知道南。

对于MIMO传输函数纽约输出和ν输入,分母是一个纽约——- - - - - -ν为每个输入-输出两单元阵列的分母系数。一个天线系统传递函数的例子,请参阅创建MIMO离散传递函数。

如果你创建一个idtf模型sys使用idtf命令,sys.Denominator包含分母系数的初始值,您指定的分母输入参数。

如果你得到一个idtf模型sys通过识别使用特遣部队,然后sys.Denominator包含分母系数的估算值。

对于一个idtf模型sys,房地产sys.Denominator是属性的值的一个别名吗sys.Structure.Denominator.Value。

传递函数显示变量指定为以下值之一:

  • “年代”——默认为连续时间模型

  • “p”——相当于“年代”

  • “z ^ 1”——默认为离散时间模型

  • “问^ 1”——相当于“z ^ 1”

的价值变量反映在显示,也会影响的解释呢分子和分母离散时间模型的系数向量。当变量被设置为“z ^ 1”或“问^ 1”,系数向量是下令提升力量的变量。

使用的一个例子变量财产,看到指定传递函数显示变量。

运输延误,指定为一个数值数组包含一个单独为每个输入-输出对传输延迟。

对于连续时间系统,运输延误表达中存储的时间单位TimeUnit财产。对于离散时间系统,运输延误表示为整数表示延迟的多个样本Ts。

分布式天线系统纽约输出和ν输入,设置IODelay作为一个纽约——- - - - - -ν数组中。这个数组的每个条目是一个数字值,表示相应的传输延迟输入-输出。你可以设置IODelay一个标量值对所有输入输出对应用相同的延迟。

如果你创建一个idtf模型sys使用idtf命令,然后sys.IODelay包含运输延迟的初始值,指定一个名称-值对的论点。

如果你得到一个idtf模型sys通过识别使用特遣部队,然后sys.IODelay包含了传输延迟的估计价值。

对于一个idtf模型sys,房地产sys.IODelay是属性的值的一个别名吗sys.Structure.IODelay.Value。

调控房地产的有价值的参数信息idtf模型,指定为一个结构或一个结构数组。

  • 输出系统——单一的结构。

  • 分布式天线系统纽约输出和ν输入- - -纽约——- - - - - -ν数组中。的元素结构(i, j)包含对应于信息的传递函数(i, j)输入-输出。

Structure.Numerator,Structure.Denominator,Structure.IODelay包含的信息分子系数,分母系数,分别和传输延迟。每个参数在结构包含以下字段。

场 描述 例子
价值 参数值。每个属性对应的别名价值条目的结构的属性sys。南代表未知的参数值。 sys.Structure.Numerator.Value分子包含的初始或估算值的输出系数。sys.Numerator这个属性的值是一个别名。sys.Numerator {i, j}的别名是MIMO财产吗sys.Structure .Numerator.Value (i, j)。
最低 最小值,可以假设在估计参数。 sys.Structure.IODelay.Minimum=0。1限制了传输延迟值大于或等于0.1。sys.Structure.IODelay.Minimum必须大于或等于零。
最大 最大值在估计参数可以假设。 sys.Structure.IODelay.Maximum=0。5限制了传输延迟值小于或等于0.5。sys.Structure.IODelay.Maximum必须大于或等于零。
免费的 布尔值指定是否免费评估变量参数。如果你想修复的价值在估计参数,设置相应的免费的价值假。分母的值免费的首项系数的规定sys.Structure.Denominator.Free (1),总是假(主要的分母系数总是固定为1)。 sys.Structure.Denominator。自由= false修复所有的分母系数sys中指定的值sys.Structure.Denominator.Value。
规模 参数的值的范围。估计算法不使用规模。
信息 结构数组包含字段标签和单位用于存储参数标签和单位。指定参数标签和单位特征向量。 “时间”

方差协方差矩阵模型的创新e指定为一个标量或矩阵。

  • 输出模式——标量

  • 再分配模型Ny输出-Ny——- - - - - -Ny矩阵

一个识别模型包括一个高斯白噪声分量e(t)。NoiseVariance是这个噪声分量的方差。通常,模型估计函数(如特遣部队)确定方差。

这个属性是只读的。

总结报告,其中包含的信息得到状态空间模型的估计的选择和结果使用命令,估计等特遣部队和冲动。使用报告找到识别模型的评估信息,包括:

  • 估算方法

  • 估计选项

  • 搜索终止条件

  • 评估数据和其他质量指标

如果您创建的模型建设的内容报告是无关紧要的。

sys = idtf (4 [1], [1 20 5]);sys.Report.OptionsUsed
ans = []

使用估计的命令,如果你获得模型的字段报告包含信息的评估数据,选择,和结果。

负载iddata2z2;sys =特遣部队(z2, 3);sys.Report.OptionsUsed
InitializeMethod:‘四’InitializeOptions: [1×1 struct] InitialCondition:“汽车”显示:“关闭”InputOffset: [] OutputOffset: [] EstimateCovariance: 1正则化:[1×1 struct] SearchMethod:“汽车”SearchOptions: [1×1 idoptions.search。identsolver] WeightingFilter: [] EnforceStability: 0 OutputWeight:[]先进:[1×1 struct]

有关这个属性的更多信息,以及如何使用它,请输出参数部分相应的估计和命令参考页面评估报告。

为每个输入通道输入延迟,指定为一个标量值或数值向量。对于连续时间系统,指定输入延迟中存储的时间单位TimeUnit财产。对于离散时间系统,指定输入整数倍的样品时间延迟Ts。例如,设置InputDelay来3指定一个延迟三个示例。

为一个系统Nu输入,设置InputDelay到一个Nu1的向量。这个向量的每个条目是一个数值,表示相应的输入延迟输入通道。

你也可以设置InputDelay一个标量值应用相同的延迟所有频道。

估计将InputDelay作为一个固定不变的模式。评估使用IODelay财产估计时间延迟。指定初始值和约束估计时间延迟,使用sys.Structure.IODelay。

识别系统等idtf,OutputDelay是固定为零。

样品时间,指定为以下之一。

  • 连续时间模型,0

  • 离散时间模型与一个指定的采样时间,积极的标量表示指定的单位表达的采样周期TimeUnit模型的属性

  • 离散时间模型与未指明的时间——示例1

改变这个属性不离散化或重新取样模型。使用汇集和d2c连续和离散时间表示形式之间的转换。使用d2d改变样本的离散时间系统。

单位时间变量,样品时间Ts在模型中,任何时间延迟,指定为一个标量。

改变这个属性不重新取样或转换数据。修改属性更改现有数据的解释。使用chgTimeUnit将数据转换成不同的时间单位。

输入通道名称,指定为一个特征向量数组或单元。

  • 单输入模型,特征向量,例如,“控制”

  • 多输入模型——单元阵列的特征向量

另外,使用自动分配向量扩张输入名字多输入模型。例如,如果sys是一个两个输入模型中,输入:

sys.InputName=“控制”;

输入名称自动扩大{“控制(1)”,“控制”(2)}。

当你使用一个估计模型iddata对象数据,软件自动设置InputName来data.InputName。

您可以使用速记符号u来指InputName财产。例如,sys.u相当于sys.InputName。

您可以使用输入通道名称在几个方面,包括:

  • 确定渠道模式显示和阴谋

  • 提取MIMO系统的子系统

  • 当互连模型指定连接点

输入通道单位,指定为一个特征向量数组或单元。

  • 单输入模型,特征向量

  • 多输入模型——单元阵列的特征向量

使用InputUnit跟踪输入信号的单位。InputUnit没有对系统行为的影响。

输入通道组,指定为一个结构。的InputGroup属性允许您将MIMO系统的输入通道分成组,这样你可以参考每组的名字。在InputGroup结构,设置组名称字段名和字段值属于每一组的输入通道。

例如,创建输入组名称控制和噪音包括输入通道1、2和3,分别为5。

sys.InputGroup。控制=(12];sys.InputGroup。噪音= [3 - 5];

然后您可以提取的子系统控制输入所有输出使用下面的语法:

sys(:,“控制”)

输出通道名称,指定为一个特征向量数组或单元。

  • 单输入模型,特征向量,例如,“测量”

  • 多输入模型——单元阵列的特征向量

另外,使用自动分配向量扩张输出名称多输出模型。例如,如果sys是一个两个输出模型,输入:

sys.OutputName=“测量”;

输出名称自动扩大{“测量(1)”,“测量”(2)}。

当你使用一个估计模型iddata对象数据,软件自动设置OutputName来data.OutputName。

您可以使用速记符号y来指OutputName财产。例如,sys.y相当于sys.OutputName。

您可以使用输出通道名称在几个方面,包括:

  • 确定渠道模式显示和阴谋

  • 提取MIMO系统的子系统

  • 当互连模型指定连接点

输出通道单位,指定为一个特征向量数组或单元。

  • 单输入模型,特征向量,例如,“秒”

  • 多输入模型——单元阵列的特征向量

使用OutputUnit跟踪输出信号单元。OutputUnit没有对系统行为的影响。

输出通道组,指定为一个结构。的OutputGroup属性允许您将MIMO系统的输出通道分成组,指每组的名字。在OutputGroup结构,设置组名称字段名和字段值属于每组输出通道。

例如,创建输出组命名温度和测量包括输出通道1和3,5,分别。

sys.OutputGroup。温度=(1];sys.OutputGroup。测量=(35];

然后您可以从所有输入提取子系统测量输出使用下面的语法:

系统(“测量”,:)

系统名称、指定为一个特征向量,例如,“system_1”。

任何你想要的文本关联系统,指定为一个字符串或一个单元阵列的特征向量。您提供的属性存储任何数据类型。例如,如果sys1和sys2动态系统模型,您可以设置他们的吗笔记属性如下。

sys1。笔记=“sys1字符串。”;sys2。Notes =sys2有一个特征向量。;sys1。笔记sys2。Notes
ans =“sys1字符串。”ans = sys2有一个特征向量。

数据与系统关联,指定为任何MATLAB数据类型。

采样网格模型数组,指定为一个结构。

确定线性数组(IDLTI)模型,你获得通过抽样一个或多个独立变量,该属性与每个模型相关的变量值。这个信息显示或绘制模型时出现数组。使用此信息来跟踪结果返回给独立变量。

数据结构的字段名称设置为抽样变量的名字。设置字段值的采样与数组中的每个模型相关的变量值。所有抽样变量必须是一个数字,标量值,和所有数组的采样值必须匹配模型的维度的数组。

例如,假设你收集数据在不同操作系统的点。您可以确定一个模型分别为每个操作点,然后叠加结果数组组合进一个系统。你可以标记数组中的单个模型信息的操作点。

nominal_engine_rpm = (1000 5000 10000);sys。SamplingGrid =结构(“转”nominal_engine_rpm)

在这里,sys是一个数组包含三种识别模型获得了在1000年,5000年和10000 rpm。

为您生成模型阵列通过线性化模型金宝app®模型在多个参数值或操作点,软件填充SamplingGrid自动变量的值,对应于每个条目数组中。

对象的功能

一般来说,适用于任何函数动态系统模型适用于一个idtf模型对象。这些函数的四个一般类型。

  • 并返回操作的函数idtf模型对象允许您改变和操作idtf模型。例如:

    • 使用合并合并估计idtf模型。

    • 使用汇集将一个idtf从连续到离散时间。使用d2c将一个idtf从离散到连续时间。

  • 函数执行分析和仿真功能idtf对象,如波德和sim卡

  • 函数检索或解释模型信息,例如建议和getpar

  • 功能转换idtf对象到一个不同的模型类型,例如idpoly时间域或idfrd对频域

下面的列表包含一个代表功能的子集,您可以使用idtf模型。

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translatecov 翻译参数协方差模型转换业务
setpar 设置初始参数值idnlgrey模型对象
chgTimeUnit 改变时间单位的动态系统
d2d 重新取样离散时间模型
d2c 将模型从离散连续时间
汇集 转换从连续,离散时间模型
合并 合并估计模型

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sim卡 确定模型的模拟响应
预测 预测状态和状态估计误差协方差在下次一步使用扩展或无味卡尔曼滤波、粒子滤波
比较 比较确定的模型输出和测量输出
冲动 脉冲响应的动态系统;脉冲响应数据
一步 阶跃响应的动态系统;阶跃响应数据
波德 波德图的频率响应,或大小和相位数据

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tfdata 传递函数数据的访问
得到 访问模型属性值
getpar 参数值和属性idnlgrey模型参数
getcov 参数识别模型的协方差
建议 数据或估计线性模型分析和建议

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idpoly 多项式模型可识别参数
中的难点 与可识别的状态空间模型参数
idfrd 频率特性数据或模型

例子

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打开生活的脚本

对于单,指定一个连续时间变量与可尊敬的传递函数的输出参数。传递函数的初始值是由以下方程:

G ( 年代 ) = 年代 + 4 年代 2 + 2 0 年代 + 5 

num = (1 - 4);穴= 20 5 [1];G = idtf (num穴)
G = s + 4 - - - - - - - - - - - - - - - - ^ 2 + 20年代+ 5连续时间确定传递函数。参数化:极数:2 0数量:1很多免费的系数:4使用“tfdata”、“getpvec”、“getcov”参数及其不确定性。状态:由直接建设或转换。不估计。

G是一个idtf模型。全国矿工工会和窝指定初始值的分子和分母多项式系数下降的权力 年代 。分子系数与初始值1和4是有价值的参数。分母系数与初始值20和图5也可估计的参数。领先的分母系数总是固定为1。

您可以使用G指定一个初始参数估计特遣部队。

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指定一个连续时间,输出传递函数与已知的输入延迟。传递函数的初始值是由以下方程:

G ( 年代 ) = e - - - - - - 5 。 8 年代 5 年代 + 5

标签的输入传递函数的名称“电压”并指定输入单位伏特。

使用名称-值对参数指定延迟,输入名称和输入单元。

num = 5;穴= [1 5];input_delay = 5.8;input_name =“电压”;input_unit =“伏”;G = idtf (num窝,“InputDelay”input_delay,…“InputName”input_name,“InputUnit”,input_unit);

G 是一个idtf模型。您可以使用G指定一个初始参数估计特遣部队。如果你这样做,如模型属性InputDelay,InputName,InputUnit应用于估计模型。评估过程将InputDelay作为一个固定的值。如果你想估计5.8秒的延迟,并指定一个初始值,使用IODelay财产。

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指定一个离散输出传递函数与有价值的参数。传递函数的初始值是由以下方程:

H ( z ) = z - - - - - - 0 。 1 z + 0 。 8

指定样品的时间为0.2秒。

num = -0.1 [1];穴= 0.8 [1];t = 0.2;H = idtf (num窝,Ts);

全国矿工工会和窝的初始值是分子和分母多项式系数。对于离散时间系统,指定的系数提升力量 z - - - - - - 1 。

Ts将样品时间传递函数指定为0.2秒。

H是一个idtf模型。分子和分母系数是可估计的参数(除了最主要的分母系数、固定为1)。

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指定一个离散时间,两个输入,两个输出传递函数。多输入多输出信号传递函数的初始值是由以下方程:

H ( z ) = ( 1 z + 0 。 2 z z + 0 。 7 - - - - - - z + 2 z - - - - - - 0 。 3 3 z + 0 。 3 ]

指定样品的时间为0.2秒。

num = {1, (1,0); [1、2], 3};洞穴= {(0.2),(0.7),(-0.3),(0.3)};t = 0.2;H = idtf (num、洞穴、Ts);

全国矿工工会和洞穴指定初始值的系数在细胞阵列。单元阵列中的每个条目对应于分子或分母的一对输入-输出的传递函数。例如,第一行全国矿工工会是(1,0){1,}。这个单元阵列指定分子在转移函数的第一行H。同样,第一行洞穴,{[0.2],[0.7]}指定在第一行的分母H。

Ts将样品时间传递函数指定为0.2秒。

H是一个idtf模型。所有的多项式系数是可估计的参数,除了领导每个分母多项式的系数。这些系数总是固定为1。

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指定以下的离散传递函数问^ 1:

H ( 问 - - - - - - 1 ) = 1 + 0 。 4 问 - - - - - - 1 1 + 0 。 1 问 - - - - - - 1 - - - - - - 0 。 3 问 - - - - - - 2

指定样品的时间为0.1秒。

num = 0.4 [1];穴= 0.1 - -0.3 [1];t = 0.1;convention_variable =“问^ 1”;H = idtf (num窝,Ts,“变量”,convention_variable);

使用一个名称-值对参数来指定变量问^ 1。

全国矿工工会和窝分子和分母多项式系数在提升力量的 问 - - - - - - 1 。

Ts将样品时间传递函数指定为0.1秒。

H是一个idtf模型。

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指定初始值的传递函数可估计的系数由以下给出静态增益矩阵:

H ( 年代 ) = ( 1 0 1 1 1 0 3 0 2 ] 

M = [1 0 1;1 1 0;3 0 2];H = idtf (M);

H是一个idtf模型,该模型描述了一个三个输入(ν= 3),三个输出(纽约= 3)传递函数。每个输入-输出通道是一个有价值的静态增益。获得的初始值由矩阵中的值给出米。

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可识别的参数状态空间模型转换为传递函数与可识别参数。

状态空间模型可识别后转换为一个可识别的传递函数。

x ∼ ( t ) = ( - - - - - - 0 。 2 0 0 - - - - - - 0 。 3 ] x ( t ) + ( - - - - - - 2 4 ] u ( t ) + ( 0 。 1 0 。 2 ] e ( t ) y ( t ) = ( 1 1 ] x ( t ) 

一个= -0.2,0;0,-0.3);B = (2、4);C = [1];D = 0;(K = 0.1;0.2);sys0 = idss (A, B, C, D, K,“NoiseVariance”,0.1);sys = idtf (sys0);

一个,B,C,D,K矩阵是指定sys0状态空间模型,识别噪声方差为0.1。

sys = idtf (sys0)创建一个idtf模型sys。

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加载时域系统响应数据z1。

负载iddata1z1;

极数np来2和传递函数估计。

np = 2;sys =特遣部队(z1, np);

sys是一个idtf包含估计双刀传递函数模型。

查看结果的分子和分母系数估计模型sys。

sys.Numerator
ans =1×22.4554 - 176.9856
sys.Denominator
ans =1×31.0000 3.1625 23.1631

把分子和分母的估计的不确定性和其他信息,使用tfdata。

打开生活的脚本

创建一个数组的传递函数模型的系数。数组中的每个传递函数的形式:

H ( 年代 ) = 一个 年代 + 一个 。

的初始值系数 一个 整个数组,从0.1到1.0,0.1的增量。

H = idtf (0 (1 1 10));为k = 1:10 num = k / 10;穴= (1 k / 10);H (:,:, k) = idtf (num穴);结束

第一个命令预分配一维,10-element数组,H,并填充空的idtf模型。

第一个模型的二维阵列的输出和输入维度。其余尺寸数组维度。H (:,:, k)代表了 k t h 模型在数组中。因此,为循环取代了 k t h 条目数组中传递函数的系数是初始化 一个 = k / 1 0 。

另请参阅

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