金宝app®GYdF4y2Ba控制设计™GYdF4y2Ba软件使用逐块方法对模型进行线性化。软件分别对Simulink模型中的每个块进行线性化,并通过组合各个块的线性化来生成整个系统的线性化。金宝appGYdF4y2Ba
软件从操作点确定每个块的输入和状态级别,并从每个块请求这些级别的雅可比矩阵。GYdF4y2Ba
对于某些块,软件不能计算解析线性化。例如:GYdF4y2Ba
某些非线性没有定义的雅可比矩阵。GYdF4y2Ba
一些离散块,如状态图和触发子系统,趋向于线性化为零。GYdF4y2Ba
有些块不实现雅可比矩阵。GYdF4y2Ba
自定义块,例如GYdF4y2Ba系统函数GYdF4y2Ba块和GYdF4y2BaMATLAB函数GYdF4y2Ba块,不具有分析雅可比矩阵。GYdF4y2Ba
可以为已知预期线性化的任何此类块指定自定义线性化。如果未指定自定义线性化,软件将通过扰动块输入和状态并测量对这些扰动的响应来查找线性化。有关详细信息,请参阅GYdF4y2Ba单个块的扰动GYdF4y2Ba.GYdF4y2Ba
金宝app仿真软件控制设计GYdF4y2Ba软件可以使连续时间的非线性系统线性化。得到的线性化模型是状态空间形式的。GYdF4y2Ba
连续时间下,非线性系统的状态空间方程为:GYdF4y2Ba
哪里GYdF4y2BaxGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba)是系统状态,,GYdF4y2BaUGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba)是输入信号,以及GYdF4y2BaYGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba)为输出信号。GYdF4y2Ba
为了描述线性化模型,定义一组以工作点为中心的状态、输入和输出的新变量:GYdF4y2Ba
系统在工作点的输出为GYdF4y2BaYGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba)=GYdF4y2BaGGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaxGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba,GYdF4y2BaUGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba,GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba)=GYdF4y2BaYGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba.GYdF4y2Ba
用δ表示的线性状态空间方程GYdF4y2BaxGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba),δGYdF4y2BaUGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba),和δGYdF4y2BaYGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba)它们是:GYdF4y2Ba
哪里GYdF4y2BaA.GYdF4y2Ba,GYdF4y2BaBGYdF4y2Ba,GYdF4y2BaCGYdF4y2Ba,GYdF4y2BaDGYdF4y2Ba是常系数矩阵。这些矩阵是系统的雅可比矩阵,在操作点处计算:GYdF4y2Ba
这种非线性系统的线性时不变近似在工作点附近的区域内是有效的GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba=GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba,GYdF4y2BaxGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba)=GYdF4y2BaxGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba,GYdF4y2BaUGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba)=GYdF4y2BaUGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba.换句话说,如果系统的值,GYdF4y2BaxGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba),以及输入,GYdF4y2BaUGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba),当足够接近工作点时,系统表现近似线性。GYdF4y2Ba
线性化模型的传递函数为δ的拉普拉斯变换之比GYdF4y2BaYGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba)以及δ的拉普拉斯变换GYdF4y2BaUGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba):GYdF4y2Ba
金宝app仿真软件控制设计GYdF4y2Ba软件可以使多速率非线性系统线性化。得到的线性化模型为状态空间形式。GYdF4y2Ba
多速率模型GYdF4y2Ba包括具有不同抽样率的状态。在多速率模型中,状态变量的变化时间和频率不同。有些变量可能会持续变化。GYdF4y2Ba
非线性多速率系统的一般状态空间方程为:GYdF4y2Ba
哪里GYdF4y2BaKGYdF4y2Ba1.GYdF4y2Ba,...,GYdF4y2BaKGYdF4y2BaMGYdF4y2Ba是整数值和GYdF4y2Ba ,...,GYdF4y2Ba 是离散时间。GYdF4y2Ba
将该非线性系统近似为单速率离散模型的线性化方程如下:GYdF4y2Ba
线性化模型的速率通常是采样时间的最小公倍数,通常是最慢的采样时间。GYdF4y2Ba
有关更多信息,请参见GYdF4y2Ba线性化多重速率的模型GYdF4y2Ba.GYdF4y2Ba
金宝app仿真软件控制设计GYdF4y2Ba软件使用数值摄动将没有预编程线性化的块线性化。该软件通过数值扰动块的工作点的状态和输入来计算块的线性化。GYdF4y2Ba
块摄动算法引入了一个小的GYdF4y2Ba扰动GYdF4y2Ba并测量对这种扰动的响应。扰动值与工作点值之间的默认差值为GYdF4y2Ba 哪里GYdF4y2BaxGYdF4y2Ba是工作点的值。软件使用该扰动和由此产生的响应来计算该块的线性状态空间。有关如何更改单个块的扰动级别的信息,请参见GYdF4y2Ba在线性化过程中改变被摄块的摄动水平GYdF4y2Ba.GYdF4y2Ba
一般情况下,状态空间形式的连续时间非线性Simulink块为:金宝appGYdF4y2Ba
在这些方程,GYdF4y2BaxGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba)表示块的状态,GYdF4y2BaUGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba)表示块的输入,以及GYdF4y2BaYGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba)表示块的输出。GYdF4y2Ba
该系统的线性化模型在工作点附近的小范围内是有效的GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba=GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba,GYdF4y2BaxGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba)=GYdF4y2BaxGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba,GYdF4y2BaUGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba)=GYdF4y2BaUGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba,GYdF4y2BaYGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba)=GYdF4y2BaGGYdF4y2Ba(GYdF4y2BaxGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba,GYdF4y2BaUGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba,GYdF4y2BaTGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba)=GYdF4y2BaYGYdF4y2Ba0GYdF4y2Ba.GYdF4y2Ba
为了描述线性化块,定义以工作点为中心的状态、输入和输出的一组新变量:GYdF4y2Ba
这些新变量的线性化状态空间方程为:GYdF4y2Ba
非线性系统的线性时不变近似在工作点附近的区域是有效的。GYdF4y2Ba
状态空间矩阵GYdF4y2BaA.GYdF4y2Ba,GYdF4y2BaBGYdF4y2Ba,GYdF4y2BaCGYdF4y2Ba,GYdF4y2BaDGYdF4y2Ba该线性化模型的参数表示块的雅可比矩阵。GYdF4y2Ba
为了在线性化过程中计算状态空间矩阵,软件执行以下操作:GYdF4y2Ba
一次扰动一个状态和输入,并通过计算测量系统对此扰动的响应GYdF4y2Ba 和δGYdF4y2BaYGYdF4y2Ba.GYdF4y2Ba
使用扰动和响应计算状态空间矩阵。GYdF4y2Ba
哪里GYdF4y2Ba
xGYdF4y2Bap、 我GYdF4y2Ba状态向量是GYdF4y2Ba我GYdF4y2Bath分量受工作点值的扰动。GYdF4y2Ba
xGYdF4y2BaoGYdF4y2Ba是工作点的状态向量。GYdF4y2Ba
UGYdF4y2Bap、 我GYdF4y2Ba输入向量是谁的GYdF4y2Ba我GYdF4y2Bath分量受工作点值的扰动。GYdF4y2Ba
UGYdF4y2BaoGYdF4y2Ba是工作点的输入向量。GYdF4y2Ba
价值是多少GYdF4y2Ba 在GYdF4y2BaxGYdF4y2Bap、 我GYdF4y2Ba,GYdF4y2BaUGYdF4y2BaoGYdF4y2Ba.GYdF4y2Ba
价值是多少GYdF4y2Ba 在GYdF4y2BaUGYdF4y2Bap、 我GYdF4y2Ba,GYdF4y2BaxGYdF4y2BaoGYdF4y2Ba.GYdF4y2Ba
价值是多少GYdF4y2Ba 在操作点。GYdF4y2Ba
价值是多少GYdF4y2Ba 在GYdF4y2BaxGYdF4y2Bap、 我GYdF4y2Ba,GYdF4y2BaUGYdF4y2BaoGYdF4y2Ba.GYdF4y2Ba
价值是多少GYdF4y2Ba 在GYdF4y2BaUGYdF4y2Bap、 我GYdF4y2Ba,GYdF4y2BaxGYdF4y2BaoGYdF4y2Ba.GYdF4y2Ba
YGYdF4y2BaoGYdF4y2Ba价值是多少GYdF4y2BaYGYdF4y2Ba在操作点。GYdF4y2Ba
所有用户定义的块,如s -函数和MATLAB函数块,兼容线性化。用数值摄动将这些块线性化。GYdF4y2Ba
当这些块使用非浮点精度数据类型时,用户定义的块不会线性化。有关详细信息,请参阅GYdF4y2Ba用非浮点信号或状态线性化块GYdF4y2Ba.GYdF4y2Ba
常规的查询表在数值上受到干扰。预查表有一个预编程的(精确的)块块线性化。GYdF4y2Ba