一族
广义状态空间模型
描述
广义状态空间(一族)模型是包含可调参数或组件的状态空间模型。一族当您将数值LTI模型与包含可调组件(控制设计块)的模型组合在一起时，就会出现模型。有关数值LTI模型和控制设计块的详细信息，请参见具有可调系数的模型．
您可以使用广义状态空间模型来表示混合了固定和可调组件的控制系统。使用广义状态空间模型进行控制设计任务，例如参数研究和使用命令进行参数调优systune而且looptune．
建设
要构造一个一族模型:
转换任何数字LTI模型、控件设计块或
slTuner(金宝appSimulink控制设计)接口(需要金宝app®控制设计™)，例如sys,一族使用形式:Gensys = genss(sys)
当
sys是一个slTuner接口,gensys包含此接口中指定的所有可调块和分析点。要计算特定I/O传递函数的可调模型，请调用getIOTransfer (gensys,)．在这里,在而且出是感兴趣的分析点。(使用getPoints(系统)以获得完整的分析点列表。)类似地，要计算特定开环传递函数的可调模型，请使用getLoopTransfer (gensys loc)．在这里,疯狂的是感兴趣的分析点。
属性
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包含包含在广义LTI模型或广义矩阵中的控制设计块的结构。的字段名 您可以使用点表示法更改这些控件设计块的某些属性。例如，如果是广义LTI模型或广义矩阵 M.Blocks.a.Value = -1; |
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状态空间矩阵对可调和不确定参数的依赖关系，存储为广义矩阵( 这些属性模拟了状态空间矩阵对静态控制设计块的依赖性， 当相应的状态空间矩阵不依赖于任何静态控制设计块时，这些属性计算为双矩阵。 有关示例，请参见状态空间矩阵对参数的依赖关系． |
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E矩阵，当广义状态空间方程是隐式的时，存储为双矩阵。的值 |
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州名，存储为以下类型之一:
可以将州名分配给 默认值: |
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状态单位标签，存储为以下之一:
你可以给a指定状态单位 默认值: |
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存储内部延迟的向量。 例如，在有延迟的系统上关闭反馈循环时，或者在串联或并联延迟系统时，会出现内部延迟。有关内部延迟的详细信息，请参见用时间延迟关闭反馈循环． 对于连续时间模型，内部延迟用函数指定的时间单位表示 您可以修改内部延迟的值。但是，条目的数量 |
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每个输入通道的输入延迟，指定为标量值或数字向量。方法中存储的时间单位指定输入延迟 对于一个系统 你也可以设置 默认值:0 |
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输出延迟。 对于一个系统 默认值:0表示所有输出通道 |
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样品时间。对于连续时间模型， 更改此属性不会对模型进行离散化或重新采样。 默认值: |
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时间变量的单位是采样时间
更改此属性不会对其他属性产生影响，因此会改变整个系统行为。使用 默认值: |
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输入通道名称，指定为以下之一:
或者，使用自动向量展开为多输入模型分配输入名称。例如，如果 sys。InputName = 'controls'; 输入名称自动展开为 你可以用速记法 输入通道名有几种用途，包括:
默认值: |
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输入通道单位，指定为下列之一:
使用 默认值: |
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输入通道组。的 sys.InputGroup.controls = [1 2];sys.InputGroup.noise = [3 5]; 创建命名为 sys(:,“控制”) 默认值:结构，不带字段 |
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输出通道名称，指定为以下之一:
或者，使用自动向量展开为多输出模型分配输出名称。例如，如果 sys。OutputName = 'measurements'; 输出名称自动展开为 你可以用速记法 输出通道名有几种用途，包括:
默认值: |
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输出通道单位，指定为下列之一:
使用 默认值: |
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输出通道组。的 sys.OutputGroup.temperature = [1];sys.InputGroup.measurement = [3 5]; 创建命名为 系统(“测量”,:) 默认值:结构，不带字段 |
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系统名称，指定为字符向量。例如, 默认值: |
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希望与系统关联的任何文本，存储为字符串或字符向量的单元格数组。属性存储您提供的任何数据类型。例如，如果 sys1。笔记＝sys1有一个字符串。；sys2。笔记＝sys2有一个字符向量；sys1。笔记sys2。笔记 Ans = "sys1有一个字符串" Ans = " sys2有一个字符向量" 默认值: |
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您希望与系统关联的任何类型的数据，指定为任何MATLAB®数据类型。 默认值: |
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模型数组的采样网格，指定为数据结构。 对于通过对一个或多个自变量采样而得到的模型数组，此属性跟踪与数组中每个模型相关的变量值。当您显示或绘制模型数组时，将显示此信息。使用这些信息将结果追溯到自变量。 将数据结构的字段名设置为采样变量的名称。将字段值设置为与数组中的每个模型相关联的采样变量值。所有抽样变量都应该是数值和标量值，所有抽样值的数组都应该匹配模型数组的维度。 例如，假设你创建了一个11 × 1的线性模型数组， sysarr。年代一个mplingGrid = struct(“时间”0:10)
类似地，假设你创建一个6 × 9的模型数组， [zeta,w] = ndgrid(zeta> <6个值，w > <9个值)“ζ”ζ,' w 'w) 当你显示的时候 米 (:: 1, - 1)(ζ= 0.3 w = 5) = 25 -------------- s ^ 2 + 3 s + 25米(:,:,2,1)[ζ= 0.35 w = 5] = 25 ---------------- s ^ 2 + 3.5 s + 25… 对于通过在多个参数值或工作点线性化Simulink模型生成的模型数组，软件进行填充金宝app 默认值: |
例子
可调低通滤波器
在本例中，您将创建一个具有一个可调参数的低通过滤器一个：
因为a的分子和分母系数tunableTF方块都是独立的，你不能用tunableTF代表F．相反,构建F使用可调实参数对象realp．
创建初始值为的实际可调参数10．
A = realp(“一个”, 10)
a =名称:'a'取值:10最小值:-无穷大最大值:无穷大空闲值:1实标量参数。
使用特遣部队创建可调的低通过滤器F．
分子= a;分母= [1,a];F = tf(分子分母)
F =广义连续时间状态空间模型，有1个输出，1个输入，1个状态，以及以下块:a:标量参数，出现2次。输入“ss(F)”查看当前值，输入“get(F)”查看所有属性，输入“F. blocks”与块交互。
F是一个一族对象，该对象具有可调参数一个在其块财产。你可以连接F与其他可调或数值模型一起创建更复杂的控制系统模型。有关示例，请参见具有可调谐元件的控制系统．
创建具有固定参数和可调参数的状态空间模型
这个例子展示了如何创建一个状态空间一族具有固定参数和可调参数的模型。
在哪里一个而且b是可调参数，其初始值是－1而且3.,分别。
使用创建可调参数realp．
A = realp(“一个”1);B = realp(“b”3);
的代数表达式定义一个广义矩阵一个而且b．
A = [1 A +b;0 A *b];
一个广义矩阵是谁的块属性包含一个而且b．的初始值一个是[1 2;0 -3]的初始值一个而且b．
创建固定值的状态空间矩阵。
B = [-3.0;1.5];C = [0.3 0];D = 0;
使用党卫军创建状态空间模型。
sys = ss(A,B,C,D)
sys =广义连续时间状态空间模型，有1个输出，1个输入，2个状态，以及以下块:a:标量参数，出现2次。b:标量参数，2次。输入“ss(sys)”查看当前值，输入“get(sys)”查看所有属性，输入“sys. sys”查看当前值。Blocks”来与这些块进行交互。
sys为广义LTI模型(一族)，参数可调一个而且b．
具有数值和可调组件的控制系统模型
本例展示了如何创建控制系统的可调模型，该控制系统具有固定的设备和传感器动态以及可调的控制组件。
考虑下图的控制系统。
假设植物的反应是 ，传感器动力学模型为 ．控制器 为可调PID控制器，预滤波器 是具有一个可调参数的低通滤波器，一个．
创建代表植物和传感器动态的模型。因为植物和传感器动态是固定的，所以使用数值LTI模型来表示它们。
G = zpk([]，[-1，-1]，1);S = tf(5，[1 4]);
要对可调组件建模，请使用控制设计块。创建控制器的可调表示C．
C =可调谐pid (“C”，“PID”）;
C是一个tunablePID对象，它是一个具有预定义的比例-积分-导数(PID)结构的控制设计块。
创建过滤器的模型 只有一个可调参数。
A = realp(“一个”10);F = tf(a，[1 a]);
一个是一个realp(实际可调参数)初始值为10的对象。使用一个作为一个系数特遣部队创建可调对象一族模型对象F．
将模型相互连接，以构造一个完全闭环响应的模型r来y．
T =反馈(G*C,S)*F
T =广义连续时间状态空间模型，有1个输出，1个输入，5个状态，和以下块:C:可调谐PID控制器，1次出现。a:标量参数，2次。输入“ss(T)”查看当前值，输入“get(T)”查看所有属性，输入“T. blocks”与块交互。
T是一个一族模型对象。与仅连接数值LTI模型形成的聚合模型相比，T跟踪控制系统的可调元素。可调元素存储在块的属性一族模型对象。的可调元素T．
T.Blocks
ans =带字段的结构:C: [1x1 tunablePID] a: [1x1 realp]
当你创建一族具有可调组件的控制系统模型，可以使用诸如systune调整自由参数以满足指定的设计要求。
广义状态空间模型中的跟踪状态名
创建一个一族使用标记的状态名进行建模。为此，在连接组件LTI模型之前标记它们的状态。例如，将两个状态固定系数的植物模型和一个状态可调控制器连接起来。
A = [-1 -1;1 0];B = [1;0);C = [0 1];D = 0;G = ss(A,B,C,D);G.StateName = {“Pstate1”，“Pstate2”};C =不可调(“C”, 1, 1, 1);L = g * c;
的一族模型l保留创建它的组件的状态名。因为您没有为可调组件分配状态名C，软件会自动执行。的州名l来确认它们。
L.StateName
ans =3 x1细胞{'Pstate1'} {'Pstate2'} {'C;x1的}
为控制设计块自动分配状态名允许您跟踪广义模型中的哪些状态是由可调组件贡献的。
类型转换时，也会保留州名一族模型转换为固定系数状态空间模型。要确认，请转换l来党卫军的形式。
Lfixed = ss(L);Lfixed。年代tateName
ans =3 x1细胞{'Pstate1'} {'Pstate2'} {'C;x1的}
状态单元标签，存储在StateUnit的属性一族模型，行为相似。
状态空间矩阵对参数的依赖关系
创建一个具有可调参数的广义模型，并检查一个矩阵。为此，检查一个广义模型的性质。
G = tf(1，[1 10]);K = realp(“k”1);F = tf(k，[1 k]);L1 = g * f;L1。一个
ans =有2行2列和以下块的广义矩阵:k:标量参数，出现2次。输入“double(ans)”查看当前值，输入“get(ans)”查看所有属性，输入“ans. blocks”与块交互。
的一个属性是一个广义矩阵，它保留了对实可调参数的依赖关系k．状态空间矩阵的性质一个，B，C,D只保留对静态参数的依赖。当一族模型具有动态控制设计块，这些被设置为它们的当前值，用于评估状态空间矩阵属性。例如，检查一个a的矩阵性质一族模型与可调PI块。
C =可调谐pid (“C”，“π”）;L2 = g * c;L2。一个
ans =2×2-10.0000 0.0010 00
在这里,一个矩阵存储为双矩阵，其值为一个的当前值的矩阵L2．
L2cur = ss(L2);L2cur。一个
ans =2×2-10.0000 0.0010 00
提取状态空间矩阵ssdata将所有控制设计块设置为当前值或标称值，包括静态块。的当前值一个矩阵的L1．
[A,B,C,D] = ssdata(L1);一个
一个=2×2-10 10 10 -1
双(L1.A)
ans =2×2-10 10 10 -1
L1cur = ss(L1);L1cur。一个
ans =2×2-10 10 10 -1
版本历史
在R2011a中引入
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