平衡截断通过忽略对整体模型响应具有相对较低的状态来计算模型的较低尺寸。使用较低级近似,保留感兴趣的动态可以简化分析和控制设计。在模型减少的平衡截断方法中,软件衡量Hankel奇异值的状态贡献(参见HSVD.
))并丢弃具有较小值的状态。您可以通过平衡截断计算缩小阶型号:
有关模型缩减的更多一般信息,请参见模型减少基础知识。
模型减速器提供用于执行模型减少和检查和比较原始和阶数模型的响应的交互式工具。通过平衡截断近似模型模型减速器:
打开应用程序,并导入LTI模型以减少。例如,假设有一个名为构建
在MATLAB®工作区。将打开以下命令模型减速器并进口模型。
modelReducer(建立)
在数据浏览器,选择要减少的模型。点击平衡截断。
在平衡截断标签,模型减速器显示原始模型和简化模型的频率响应图。频率响应对于SISO模型是波德图,对于MIMO模型是奇值图。该应用程序还显示原始模型的汉克尔奇异值和近似误差图。
Hankel单值图显示了系统中各状态的相对能量贡献。模型减速器基于这些值计算初始降阶模型。高亮显示的是初始降阶模型中能量最低的状态。模型减速器丢弃具有比突出的杆更低的Hankel奇异值的状态。
尝试不同的简化模型顺序,以找到保持动态的最低阶模型,这些动态对您的应用程序很重要。指定不同的订单:
输入模型订单减少订单字段。可以输入单个整数或整数数组,例如14
或(8、11、12)
。
单击Hankel奇异值图上的条形图以指定阶阶模型的最低能量状态。ctrl键单击以指定多个值。
更改指定的减少的模型顺序时,模型减速器自动计算新的缩小阶层模型。如果指定多个模型订单,模型减速器计算多个降阶模型并在图上显示它们的响应。
可选地,除频率响应之外,还检查原始和缩小阶模型之间的绝对或相对误差。使用按钮选择错误图类型平衡截断选项卡。
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缩小阶数。
如果低频动态对您的应用程序不重要,您可以清除保持直流增益复选框。这样做有时会在原始和缩小型号之间的较高频率下产生更好的匹配。
检查或清除时保持直流增益复选框,模型减速器自动计算新的降阶模型。有关此选项的更多信息,请参见比较截断和直流匹配的低阶模型近似值。
可选地,将Hankel奇异值计算限制为特定频率范围。当模型在您的特定应用区域之外具有兴趣区域之外的模式时,这种限制非常有用。施加频率限制时,模型减速器仅根据其在指定频率范围内的能量贡献确定要截断的状态。忽略该范围之外的能量贡献可以产生一个更低阶的近似,这对于您的应用程序仍然足够。
限制奇异值计算,检查关注的范围。然后,指定频率范围:
在文本框中,输入表单的向量[fmin, fmax]
。单位是rad / TimeUnit
,在那里时髦
是时髦
模型的性质。
在响应图或误差图上,拖动阴影区域的边界或阴影区域本身。模型减速器仅分析阴影区域内的国家贡献。
检查或清除时关注的范围复选框或更改所选范围,模型减速器自动计算新的降阶模型。
笔记
检查关注的范围自动清除保持直流增益。即使在使用频率限制时,也要执行DC匹配,请重新检查保持直流增益。注意,相对误差控制不支持限制频率范围。金宝app
您可以通过选择适当的选项来选择绝对和相对错误错误绑定。将它设置为绝对控制绝对误差 当设置为相对的控制相对错误 。相对误差在频率上提供更好的匹配,而绝对错误强调具有大多数增益的区域。
笔记
之间切换错误绑定选项自动清除保持直流增益和专注于范围。要强制执行DC匹配,请重新检查保持直流增益。注意,相对误差控制不支持限制频率范围。金宝app
当您有一个或多个减少的模型,您要进一步存储和分析,请单击。新型号出现在数据浏览器。如果您指定了多个订单,则每个缩减后的模型将分别显示。模型名称反映了简化后的模型顺序。
创建简化模型后数据浏览器,您可以继续更改减少参数并使用不同的订单创建减少模型进行分析和比较。
您现在可以对简化后的模型执行进一步的分析。例如:
检查减少系统的其他响应,例如阶跃响应或硝基洛斯图。为此,请使用工具绘图选项卡。看到在模型减速器应用程序中可视化缩小阶数想要查询更多的信息。
导出简化模型到MATLAB工作空间进一步分析或控制设计。在模型减速器选项卡,单击出口。
要创建MATLAB脚本,可以在命令行中使用进一步的模型减少任务,请单击创建了模型,选择生成MATLAB脚本。
模型减速器创建使用该脚本balred
命令要使用您在上设置的参数和选项进行模型减少平衡截断选项卡。该脚本在Matlab编辑器中打开。
而不是在工作中模型减速器应用程序,您可以在其他环境中执行平衡截断。
在实时编辑器中,使用减少模型的顺序任务以交互方式执行平衡截断模型减少并在实时脚本中生成代码。例如,看到实时编辑器中的模型缩减。
在MATLAB命令提示符或脚本和函数中,使用balred
命令。例如,请参阅: