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この例では,連続/離散,離散/連続,離散/離散の変換に用いるコマンドの使用方法を示します。
控制系统工具箱™には,線形システムの離散化とリサンプリングのための豊富なサポートが用意されています。以下はその例です。
汇集
は連続時間モデルを離散化
d2c
は離散時間モデルから連続時間モデルへの変換を計算
d2d
は離散時間モデルをリサンプリング
これらの操作は,以下のアルゴリズムを使用して実行できます。
ゼロ次ホールド
1次ホールド
インパルス不変法
双一次(Tustin)変換
極と零点マッチング法
たとえば,遅延を含む2次システムがあるとします。
サンプリングレート10 Hzを使用して,このシステムのゼロ次ホールド(ZOH)離散化を計算するには,次のように入力します。
G = tf([1 -2],[1 3 20],“inputdelay”1);t = 0.1;%采样间隔Gd =汇集(G, Ts)
Gd = 0.07462 z - 0.09162 z^(-10) * ---------------------- z^2 - 1.571 z + 0.7408采样时间:0.1秒
連続ステップ応答と離散ステップ応答を比較します。
步骤(G,“b”Gd,“r”)传说(“连续”,“离散”)
逆にd2c
を使用すると,特定の離散時間システムの連続時間”内挿”を計算できます。上記で計算した離散化Gd
から開始し,連続時間に再変換して,元のモデルG
と比較します。
Gc = d2c (Gd);步骤(G,“b”Gd,“r”Gc,“g——”)传说(“原始”,“离散”,“D2C Interpolant”)
2つの連続時間応答は完全に一致します。サンプリング間隔Ts
が大きすぎて離散化時にエイリアシングが発生する場合は特に,完全一致が必ず得られるとは限りません。
Ts = 1;%比以前大10倍高清=汇集(G, Ts);Hc = d2c (Hd);步骤(G,“b”高清,“r”Hc,“g——”10)传说(“原始”,“离散”,“D2C Interpolant”)
リサンプリングは,離散時間システムのサンプリング間隔を変更することによって行われます。この操作はd2d
を使用して実行されます。たとえば,元の連続時間モデルG
の10 Hz離散化Gd
について考えます。次のコマンドを使用すると,この離散化を40 Hzでリサンプリングできます。
Gr = d2d (Gd, 0.025)
Gr = 0.02343 z - 0.02463 z^(-40) * ---------------------- z^2 - 1.916 z + 0.9277采样时间:0.025秒。
これを40 Hzの直接離散化と比較します。
步骤(G,“b”、Gr、“r”c2d (0.025 G),“g——”4)传说(“连续”,'重新采样从0.1到0.025',的离散t = 0.025”)
どちらのアプローチからも同じ答えが得られます。
アルゴリズムとサンプリングレートの選択内容が離散化の精度に与える影響の詳細については,ノッチフィルターの離散化の例を参照してください。