一族
广义状态空间模型
描述
广义状态空间(一族）模型是状态空间模型，包括可调参数或组件。一族使用包含可调谐组件的模型（控制设计块）组合数值LTI型号时出现模型。有关Numeric LTI模型和控制设计块的更多信息，请参阅具有可调系数的模型．
可以使用广义状态空间模型来表示混合了固定组件和可调组件的控制系统。将广义状态空间模型用于控制设计任务，如参数研究和参数调优命令，如systune和looptune．
建设
构建一个一族模型:
转换任何数字LTI模型，控制设计块，或
slTuner(金宝app仿真软件控制设计)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传输函数的可调模型，调用getiotransfer（Gensys，In，Out）．在这里,在和出是有趣的分析点。(使用GetPoints（SYS）以获得分析点的完整列表。)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,疯狂的是分析的兴趣点。
属性
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包含在广义LTI模型或广义矩阵中包括的控制设计块的结构。野外名称 您可以使用点表示法更改这些控制设计块的某些属性。例如，如果广义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不确定参数的依赖关系，存储为广义矩阵( 这些性质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。 例如，看到状态空间矩阵对参数的依赖性． |
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E矩阵，当广义状态空间方程是隐含时存储为双矩阵。价值 |
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州名，存储为以下形式之一:
您可以将州名分配给 默认值: |
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状态单元标签，存储为下列之一:
你可以给a分配状态单位 默认值: |
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向量存储内部延迟。 例如，当关闭带有延迟的系统的反馈回路时，或串联或并联延迟的系统时，会出现内部延迟。有关内部延迟的更多信息，请参见带时滞的闭环反馈． 对于连续时间模型，内部延迟用指定的时间单位表示 可以修改内部延迟的值。然而，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。对于连续时间系统，在存储的时间单元中指定输入延迟 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:所有输出通道为0 |
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样品时间。对于连续时间模型, 更改此属性不会离散或重新取样模型。 默认值: |
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单位为时间变量，即样本时间
更改此属性不会影响其他属性，因此会更改整个系统行为。采用 默认值: |
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输入通道名称，指定为下列之一:
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 =“控制”; 输入名称自动展开为 您可以使用速记表示法 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，指定为下列单位之一:
采用 默认值: |
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输入通道组。的 sys.inputgroup.controls = [1 2];sys.inputgroup.noise = [3 5]; 创建名为 sys(:,“控制”) 默认值:没有字段的结构 |
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输出通道名称，指定为以下任意一个:
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 =“测量”; 输出名称自动展开为 您可以使用速记表示法 输出通道名称有几种用途，包括：
默认值: |
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输出通道单元，指定为以下之一：
采用 默认值: |
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输出通道组。的 sys.OutputGroup.temperature = [1];sys.InputGroup.measurement = [3 5]; 创建名为的输出组 系统(“测量”,:) 默认值:没有字段的结构 |
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系统名，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单元格数组。该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 has a string. ' Ans = 'sys2 has a character vector.' 默认值: |
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您想要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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为模型数组采样网格，指定为数据结构。 对于通过抽样一个或多个独立变量而派生的模型数组，此属性跟踪与数组中每个模型相关联的变量值。当您显示或绘制模型数组时，将显示此信息。使用此信息将结果追踪到独立变量。 将数据结构的字段名设置为抽样变量的名称。将字段值设置为与数组中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与模型数组的维数相匹配。 例如，假设您创建一个11×1数组的线性模型， sysarr。年代一个mplingGrid = struct(“时间”0:10)
类似地，假设你创建了一个6乘9的模型数组， [zeta,w] = ndgrid(<6 values of zeta>，<9 values of w>)“ζ”ζ,'W'w) 当您显示 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… 对于在多个参数值或操作点上线性化Simulink模型生成的模型阵列，软件填充金宝app 默认值: |
例子
可调的低通滤波器
在本例中，您将创建一个带有一个可调参数的低通滤波器一个：
因为a的分子和分母系数tunableTF块是独立的，你不能使用tunableTF代表F．相反,构建F使用可调谐real parameter对象realp．
创建一个实际的可调参数，初始值为10．
a = REAMP（“一个”, 10)
a = name：'a'值：10最小值：-inf最大值：inf free：1实际标量参数。
采用特遣部队创建可调低通滤波器F．
分子=一个;分母= [1];F =特遣部队(分子、分母)
F =广义连续时间状态空间模型，具有1个输出、1个输入、1个状态和以下块:a:标量参数，2次出现。输入“ss(F)”查看当前值，输入“get(F)”查看所有属性，输入“F. blocks”与块进行交互。
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使用其他可调或数字模型来创建更复杂的控制系统模型。例如，看到具有可调组件的控制系统．
创建带有固定和可调参数的状态空间模型
这个例子展示了如何创建状态空间一族模型具有固定和可调参数。
在哪里一个和b是可调参数，其初始值是-1和3.,分别。
使用可调谐参数使用realp．
a = REAMP（“一个”1);b = realp (“b”，3）;
使用代数表达式定义广义矩阵一个和b．
A = [1 A +b;0 A *b];
一个广义矩阵是谁的块属性包含一个和b．的初始值一个是(1 2; 0 3)的初始值一个和b．
创建固定值的状态空间矩阵。
B = [-3.0, 1.5];C = [0.3 0];D = 0;
采用党卫军以创建状态空间模型。
sys = ss（a，b，c，d）
SYS =具有1个输出，1个输入，2个状态的广义连续时间 - 空间模型，以及以下块：A：Scalar参数，2个出现。B：标量参数，2个出现。键入“ss（sys）”以查看当前值，“get（sys）”以查看所有属性，以及“sys.blocks”与块交互。
sys是一般化的LTI模型（一族)和可调参数一个和b．
具有数字和可调组件的控制系统模型
此示例显示如何创建具有固定工厂和传感器动态和可调控制组件的控制系统的可调型号。
考虑下面插图中的控制系统。
假设植物的反应是 ，传感器动力学模型为 ．控制器 是可调PID控制器，预滤器 是一个带有一个可调谐参数的低通滤波器，一个．
创建代表工厂和传感器动态的模型。因为植物和传感器的动态是固定的，所以用数值LTI模型来表示它们。
g = zpk（[]，[ - 1，-1]，1）;s = tf（5，[1 4]）;
要模拟可调组件，请使用控制设计块。创建控制器的可调表示C．
c =调谐（“C”，“PID”）;
C是一个tunablePID对象，它是一个具有预定义的比例-积分-微分(PID)结构的控制设计块。
创建过滤器的模型 使用一个可调参数。
a = REAMP（“一个”10);F = tf(a，[1 a]);
一个是一个realp初始值为10的(实可调参数)对象。使用一个作为一个系数特遣部队创建可调一族模型对象F．
将模型连接起来，建立一个完整的闭环响应模型r来y．
T =反馈F (G * C, S) *
T =具有1个输出，1个输入，5个状态和以下块的通用连续时间 - 空间模型：C：可调PID控制器，1个出现。答：标量参数，2个出现。键入“ss（t）”以查看当前值，“get（t）”以查看所有属性，以及“t.blocks”与块交互。
T是一个一族模型对象。与通过连接数字LTI模型形成的聚合模型相反，T跟踪控制系统的可调元件。中的可调参数存储在块财产的财产一族模型对象。的可调元素T．
T.Blocks
ans =.结构与字段：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，您可以使用诸如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称
创建一个一族标有标签的模型。为此操作，请在连接之前标记组件LTI模型的状态。例如，连接两个状态固定系数工厂模型和一个单态可调控制器。
A = [-1 -1;1 0];B = [1;0);C = [0 1];D = 0;G = ss (A, B, C, D);G.StateName = {“Pstate1”，“Pstate2”};C =可调参数(“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。因为您没有将状态名称分配给可调组件C，软件会自动这么做。检查的州名l确认它们。
L.StateName
ans =.3x1细胞{'pstate1'} {'pstate2'} {'c.x1'}
自动分配用于控制设计块的状态名称允许您跟踪广义模型中的哪些状态由可调组件贡献。
转换时，州名也会被保留一族模型到固定系数状态空间模型。确认，转换l来党卫军的形式。
lfixed = ss（l）;lfixed.statename.
ans =.3x1细胞{'pstate1'} {'pstate2'} {'c.x1'}
状态单元标签，存储在StateUnit财产的财产一族模型中,同样的行为。
状态空间矩阵对参数的依赖性
创建一个具有可调参数的广义模型，并检查一个矩阵。要做到这一点，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.a.
ANS =具有2行，2列和以下块的通用矩阵：K：Scalar参数，2个出现。键入“Double（ANS）”以查看当前值，“get（ans）”以查看所有属性，以及“ans.blocks”以与块交互。
的一个性质是一个广义矩阵，它保持了对实可调参数的依赖性k．状态空间矩阵属性一个，B，C， 和D只保留静态参数的依赖性。当。。。的时候一族模型具有动态控制设计块，这些块被设置为它们的当前值，以评估状态空间矩阵属性。例如，检查一个A的矩阵属性一族模型具有可调PI块。
c =调谐（“C”，'pi'）;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，其值是一个矩阵的当前值L2．
L2cur = ss (L2);L2cur。一个
ans =.2×2-10.0000 0.0010 00
此外，提取状态空间矩阵ssdata将所有控件设计块设置为它们的当前值或标称值，包括静态块。因此，下列操作都返回对象的当前值一个矩阵的L1．
[A，B，C，D] = SSDATA（L1）;一个
一个=2×2-10 1 0 -1
双(L1.A)
ans =.2×2-10 1 0 -1
L1cur = ss (L1);L1cur。一个
ans =.2×2-10 1 0 -1
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