构建线性时不变模型- MATLAB和Simulink MathWorks西班牙金宝app - 金宝app,下载188bet金宝搏,金宝搏官方网站

构造线性时不变模型

模型预测控制工具箱™软件支持相同的线性时不变模型格式一样控制系统工具箱™软件。金宝app您可以使用哪个最方便应用程序从一种格式转换为另一个。更多细节,请参阅基本模型。

传递函数模型

传递函数(TF)与一个特定的输入/输出信号(可能向量)。例如,如果u(t)是一个输入和植物y(t)是一种输出,他们可能有关的传递函数:

$\frac{Y (年代)}{U (年代)} = G (年代) = \frac{年代 + 2}{{年代}^{2} + 年代 + 10} e^{- 1.5 年代}$

这特遣部队由一个分子多项式,年代+ 2,分母多项式,年代²+年代1.5 + 10,延迟,时间单位。您可以定义G使用控制系统工具箱特遣部队功能:

Gtf1 =特遣部队([1 - 2],[1 1 10],“OutputDelay”,1.5)

传递函数:s + 2 exp (-1.5 *) * - - - - - - - - - - - - s ^ 2 + s + 10

0 /钢管/增益模型

像TF格式,零/钢管/增益(ZPK)格式与输入/输出信号(可能向量)。所不同的是,ZPK分子和分母多项式因式分解,如

$G (年代) = 2.5 \frac{年代 + 0.45}{(年代 + 0.3) (年代 + 0.1 + 0.7 我) (年代 + 0.1 - 0.7 我)}$

(0和/或波兰复数)。

您定义ZPK模型通过指定零(s),钢管(s),获得的

波兰人=[-0.3,-0.1 + 0.7 *我,-0.1 - -0.7 *我];Gzpk1 = zpk(-0.45,波兰人,2.5);

状态空间模型

状态方程格式方便,如果您的模型是一组LTI微分和代数方程。

线性化模型的连续搅拌釜反应器(装运箱)所示装运箱模型。在模型中,前两个状态变量是试剂的浓度(这里称为C_一个并以kmol / m³)和反应堆的温度(这里称为T,以K),而前两个输入是冷却剂的温度(T_c,以K,用于控制植物),流入饲料试剂浓度C_房颤,以kmol / m³,(通常认为是无边无际的干扰)。

一个可以定义状态空间模型如下:

(5 = -0.3427;47.68 - 2.785);B = (0.3 0 0 1);C = [0 1 1 0];D = 0 (2, 2);装运箱= ss (A, B, C, D);

这定义了一个连续时间存储在变量状态空间模型装运箱。模型是连续时间因为没有指定的采样时间,因此一个默认的抽样值的零(这意味着模型是连续时间)。您还可以指定离散时间状态空间模型。您可以指定延迟连续时间和离散时间模型。

线性时不变对象属性

的党卫军以上函数的最后一行代码创建了一个,状态空间模型装运箱,这是一个线性时不变对象。的特遣部队和zpk命令中描述传递函数模型和0 /钢管/增益模型还创建LTI对象。这样的对象包含了模型参数以及可选属性。

额外的LTI输入和输出属性

下面的代码集一些可选输入和输出的名称和属性装运箱状态对象:

装运箱。输入的名字={“T_c”,“C_A_f”};%设置输入信号的名称装运箱。OutputName = {“T”,“C_A”};%设置输出信号的名称装运箱。StateName = {“C_A”,“T”};%设置状态变量的名称%将输入和输出信号分配给不同的MPC类别装运箱= setmpcsignals(装运箱,“MV”,1“UD”2,“莫”,1“UO”,2)

第一个三行指定标签的输入、输出和状态变量。接下来的四个指定为每个输入和输出信号类型。的名称MV,UD,莫,UO的意思是被控变量,无边无际的干扰,测量输出,无边无际的输出。(见MPC信号类型定义。)例如,模型的代码指定输入2装运箱是一个无边无际的干扰。最后一行导致LTI对象被显示,在MATLAB生成以下行^®命令窗口:

装运箱= = C_ATC_A5-0.3427T47.682.785B = T_cC_A_fC_A01T0.30C = C_ATT01C_A10D = T_cC_A_fT00C_A00输入组:的名字渠道操纵1无边无际的2输出组:的名字渠道测量1无边无际的2连续时间状态空间模型。

输入和输出的名称

可选InputName和OutputName属性影响的模型显示,在上面的例子中。软件也使用InputName和OutputName图和表属性标签。在这种背景下,下划线字符会导致下一个字符显示为下标。

输入和输出类型

所MPC信号类型、模型预测控制工具箱软件支持三种类型的输入和两个输出类型。金宝app在模型预测控制工具箱设计、指定的输入和输出类型决定了控制器尺寸和其他重要的后果。

例如,假设你的植物结构如下:

植物输入	植物输出
两个操纵变量(MVs)	三个测量输出(MOs)
一个测量扰动(MD)	两个不可测量的输出(uo)
两个不可测量的干扰(UDs)

由此产生的控制器有四个输入(三种金属氧化物半导体和MD)和两个输出(MVs)。它包括测量扰动的前馈补偿,并假设你想包括无边无际的扰动和输出调节器设计的一部分。

如果你不想让一个特定的信号被视为上述类型之一,你可以做以下之一:

消除信号在使用模型的控制器设计。
的输出,将它指定为无节制的,然后设置其重量为零。
对于一个输入,将它指定为一个无边无际的干扰,然后定义一个自定义的状态估计值,忽略了输入。

请注意

默认情况下,软件假定未指明的植物输入操纵变量,和未指明的输出测量。因此,如果你没有指定信号类型在上面的例子中,控制器将有四个输入(假设所有植物输出测量)和5个输出(假设所有植物输入操纵变量)。

请注意

自D矩阵为零,输出并不立即响应输入的变化。模型预测控制工具箱软件禁止直接(瞬时)引线的操纵变量输出。例如,装运箱可能包括状态空间模型直接引线从无边无际的干扰,C_房颤,要么C_一个或T但直接引线T_c(或不)输出将违反这一限制。当模型直接引线T_c在这个输入,您可以添加一个小延迟来绕过这个问题。

为装运箱,默认的模型预测控制工具箱的假设是不正确的。你必须设置它InputGroup和OutputGroup属性,在上面的代码中,或修改默认设置当您加载模型MPC设计师。

使用setmpcsignals类型定义。例如:

装运箱= setmpcsignals(装运箱,“UD”2,“UO”2);

集InputGroup和OutputGroup在前面的示例中相同的值。的装运箱显示将包括以下行:

输入组:名字渠道测量2操纵1组:输出渠道无边无际的2测量1

请注意,setmpcsignals未指定的输入设置为操纵和未指明的输出测量。

线性时不变模型特点

控制系统工具箱软件提供功能分析线性时不变模型。下面列出了一些常用的。类型的示例代码MATLAB提示看到它们是如何工作的装运箱的例子。

例子	预想的结果
`潮湿(装运箱)`	显示了阻尼比、固有频率和时间常数的波兰人`装运箱`。
`pzmap(装运箱)`	阴谋的极点和零点`装运箱`。
`极(装运箱)`	计算的波兰人`装运箱`(检查稳定性等)。
`tzero(装运箱)`	计算的传输零点`装运箱`。
`dcgain(装运箱)`	计算的稳态增益矩阵`装运箱`。
`步骤(装运箱)`	情节的单位阶跃响应`装运箱`。
`stepinfo(装运箱)`	计算上升时间、沉淀时间和其他的阶跃响应特性`装运箱`。
`冲动(装运箱)`	阴谋的单位脉冲响应`装运箱`。
`σ(装运箱)`	情节的奇异值的频率响应`装运箱`。
`波德(装运箱)`	阴谋的波德频率响应`装运箱`。
`尼奎斯特(装运箱)`	阴谋的奈奎斯特频率响应`装运箱`。
`尼科尔斯(装运箱)`	阴谋的尼科尔斯频率响应`装运箱`。
`linearSystemAnalyzer(装运箱)`	打开线性系统分析仪`装运箱`模型加载。然后您可以通过菜单选择显示模型特征。

另请参阅

特遣部队|zpk|党卫军|setmpcsignals