模型化简基础
相对于高阶模型，使用低阶模型可以简化分析和控制设计。更简单的模型也更容易理解和操作。利用Simulink线性化复系统得到高阶模型金宝app®模型或来自其他来源的模型可能包含对应用程序特别感兴趣的动态没有多大贡献的状态。因此，在保留对您的应用程序很重要的模型特征的同时，降低模型的顺序是很有用的。
何时减少模型订单
您可能希望降低模型顺序的情况包括以下情况:
您正在处理从线性化Simulink模型、执行有限元计算、互连模型元素或其他来源获得的相对高阶模型。金宝app
您希望在某个工作点提高Simulink模型的仿真速度。金宝app在这种情况下，您可以在该工作点线性化模型的一部分，并计算线性化模型的降阶简化或近似。然后，您可以用包含降阶模型的LTI块替换模型的部分。
你设计了一个高阶控制器，你想把它实现成一个低阶控制器，比如PID控制器。例如，控制器设计使用线性二次-高斯方法或H∞合成技术可以产生高阶的结果。在这种情况下，你可以尝试在合成前减少植物顺序，在合成后减少控制器顺序，或者两者都减少。
您希望简化通过使用System identification Toolbox™软件进行识别而获得的模型。
下图说明了模型缩减和控制设计之间的关系。
通常，当为一个由高阶模型表示的系统设计控制器时，G，从简化植物模型开始是有用的。然后，设计一个相对低阶控制器，CR，为低阶植物模型GR．在为原始或简化的工厂模型设计控制器后，可以尝试进一步简化控制器。
减少设备或控制器可以包括:
丢弃对系统动力学没有贡献的状态，例如结构不连接的状态或取消零极对。
丢弃对系统动力学贡献相对较小的低能态。
专注于一个特定的频率区域，而忽略该区域以外的动态。例如，如果您的控制带宽受到执行器动态的限制，则放弃高频动态。
在任何情况下，当您降低模型顺序时，您都希望保留对应用程序很重要的模型特征。无论何时计算降阶模型，验证降阶模型是否保留了您所关心的时域或频域行为。例如，对于控制设计，验证简化闭环系统是否稳定是有用的。检查简化开环传递函数也是有用的CRGR充分匹配原始模型，其中开环增益GC接近于1(在增益交叉区域)。
模型简化工具
控制系统工具箱™提供了在多种环境下减少模型的工具。这些包括:
选择模型约简方法
要降低模型的阶数，您可以简化模型，或计算低阶近似。下表总结了几种模型约简方法之间的差异。
| 方法 | 命令行 | 模型减速器应用程序和减少模型订单实时编辑器任务 |
|---|---|---|
| 简化-通过取消零极对或消除对整体模型响应没有影响的状态来精确地降低模型顺序 | Pole-Zero简化方法-消除:
|
|
| 近似-计算模型的低阶近似。 | balred-丢弃对整体模型响应影响相对较低的状态。 |
平衡截断方法-丢弃对整体模型响应影响相对较低的状态。 |
| 模式选择-消除位于感兴趣的特定频率范围之外的极点和零点。 | freqsep-分离模型为慢速和快速动态周围指定的截止频率。 |
模式选择方法-选择感兴趣的频率范围，丢弃该范围之外的动态。 |
有时，近似可以产生更好的结果，即使模型看起来是一个很好的简化候选者。例如，具有近极点零抵消的模型有时通过近似来简化比简化更好。同样,使用balred减少状态空间模型可以得到更准确的结果minreal．
当您使用降阶模型时，请始终验证简化或近似保留了对应用程序很重要的模型特征。例如，比较原始模型和简化模型的频率响应bodeplot或sigmaplot．或者，比较原始和简化的装置和控制器模型的开环响应。
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