冲动
脉冲响应的动态系统;脉冲响应数据
语法
描述
脉冲响应图
冲动(情节的反应一个脉冲输入的动态系统模型。该模型sys)sys可以是连续的或离散的。
对连续时间
sys脉冲输入,狄拉克冲动δ(t)。对连续时间sys与直接引线,冲动忽略了无限脉冲t = 0。对于离散时间
sys样品时间Ts,该函数计算长度对单位面积脉冲的响应Ts和高度1 / Ts。这个脉冲方法连续时间狄拉克的冲动δ(t)作为Ts归零。
sys可以输出或再分配。MIMO系统,图显示每个I / O通道的脉冲响应。冲动自动确定模拟的时间步长和持续时间以系统动力学为基础。
冲动(指定一个颜色、线型和标记每个系统的阴谋。您可以使用sys1,LineSpec1、……sysN,LineSpecN,___)LineSpec与以前的任何输入参数组合。当你需要额外的定制选项,使用impulseplot代替。
冲动(___,为计算脉冲响应指定附加选项,如振幅或输入偏移量。使用配置)RespConfig创建选项集配置。您可以使用配置与之前的任何输入参数和输出参数组合。
脉冲响应数据
(___)=冲动(___,为计算脉冲响应指定附加选项,如振幅或输入偏移量。使用配置)RespConfig创建选项集配置。您可以使用配置与之前的任何输入参数和输出参数组合。
例子
动态系统的脉冲响应
情节连续时间系统的脉冲响应表示为下面的传递函数。
对于这个示例,创建一个特遣部队模型代表了传递函数。你可以同样情节其他动态系统的脉冲响应模型类型,如zero-pole获得(zpk)或状态(党卫军)模型。
sys =特遣部队(4 [1 2 10]);
脉冲响应。
冲动(系统)
的冲动情节自动包含一个虚线水平线表示稳态响应。在MATLAB®图窗口中,您可以右键单击图查看其他脉冲响应峰值响应和瞬态时间等特点。
离散时间系统的脉冲响应
离散时间系统的脉冲响应。0.2的系统有一个样本时间和状态空间矩阵如下表示。
= (1.6 - -0.7;1 0];B = (0.5;0);C = (0.1 - 0.1);D = 0;
创建和情节状态空间模型的脉冲响应。
sys = ss (A, B, C, D, 0.2);冲动(系统)
脉冲响应反映模型的离散化,因为它显示了响应计算每0.2秒。
在指定的时间脉冲响应
检查以下zero-pole-gain的脉冲响应模型。
sys = zpk (1, (-0.2 + 3 j, -0.2 3 j], 1) *特遣部队([1],0.05 [1])
sys = (s + 1) ^ 2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - (s + 0.05) (s ^ 2 + 0.4 + 9.04)连续时间零/钢管/增益模型。
冲动(系统)
默认情况下,冲动选择一个结束时间显示的稳态响应趋势的方向。仔细看看瞬态响应,限制脉冲阴谋t= 20多岁。
冲动(sys, 20)
此外,您可以指定您想要的确切时间检查脉冲响应,提供他们相距一个恒定的时间间隔。例如,检查结束的瞬态的反应,直到系统达到稳定状态。
t = 20:0.2:120;冲动(sys, t)
尽管这阴谋始于t= 20,冲动总是适用于脉冲输入t= 0。
MIMO系统的脉冲响应图
考虑以下二阶状态空间模型:
一个= (-0.5572,-0.7814,0.7814,0);B = (1, - 1, 0, 2);C = [1.9691, 6.4493];sys = ss (A, B, C, 0);
这个模型有两个输入和一个输出,它有两个渠道:从第一个输入输出和第二输入到输出。每个通道都有自己的脉冲响应。
当你使用冲动,它计算的反应通道。
冲动(系统)
左边的图显示了第一个输入通道的脉冲响应,和正确的情节显示了第二个输入通道的脉冲响应。每当你使用冲动情节的反应一个MIMO模型,它生成一个数组的情节代表的所有I / O通道模型。例如,创建一个随机的五个州,状态空间模型三个输入和两个输出,其脉冲响应图。
sys = rss (5、2、3);冲动(系统)
在MATLAB图窗口中,您可以限制阴谋的一个子集渠道通过右键单击情节和选择I / O选择器。
比较多个系统的脉冲响应
冲动允许你情节多个动态系统的反应在同一轴。例如,比较系统的闭环响应和PI控制器和PID控制器。创建一个系统的传递函数和优化控制器。
特遣部队(H = 4, [1 2 10]);C1 = pidtune (H,“π”);C2 = pidtune (H,“PID”);
形成闭环系统和情节的脉冲响应。
sys1 =反馈(H * C1, 1);sys2 =反馈(H * C2, 1);冲动(sys1 sys2)传说(“π”,“PID”,“位置”,“东南”)
默认情况下,冲动选择不同的颜色为每个系统图。您可以指定颜色和线条样式使用LineSpec输入参数。
冲动(sys1“r——”sys2,“b”)传说(“π”,“PID”,“位置”,“东南”)
第一个LineSpec“r——”指定虚线红线与PI控制器的响应。第二个LineSpec“b”指定了一个坚实的蓝线响应的PID控制器。传说反映了指定颜色和线型。更多的定制选项,使用impulseplot。
系统的脉冲响应模型的数组
这个例子比较多个系统的脉冲响应情节展示了如何反应的几个独立系统在一个轴上。当你有多个动态系统模型阵列排列的,冲动情节所有他们的反应。
数组创建一个模型。对于这个示例,使用一维数组的二阶传递函数有不同的固有频率。首先,preallocate数组内存模型。下面的命令创建一个1-by-5排零增益输出传递函数。前两个维度代表模型的输出和输入。其余尺寸数组维度。
sys =特遣部队(0 (1,1,1,5));
填充该数组。
w0 = 1.5:1:5.5;%固有频率ζ= 0.5;%阻尼常数为i = 1:长度(w0)系统(:,:,1,我)=特遣部队(w0 (i) ^ 2,[1 2 *ζ* w0 (i) w0 (i) ^ 2]);结束
(更多信息模型数组和如何创建它们,看到的模型阵列)。情节数组中的所有模型的脉冲响应。
冲动(系统)
冲动使用相同的线型为数组中的所有条目的反应。区分的一种方式是使用的条目SamplingGrid财产的动态系统模型,将数组中的每一项都与相应的相关联w0价值。
sys。SamplingGrid =结构(“频率”,w0);
现在,当你在MATLAB绘制反应图窗口中,您可以单击跟踪看到它所对应的频率值。
脉冲响应数据
当你给它一个输出参数,冲动返回一个数组的响应数据。对于输出系统,响应数据返回的列向量长度的数量等于响应采样时间点。你可以提供时间点的向量t,或允许冲动为你选择时间点基于系统动力学。例如,提取的输出系统的脉冲响应101之间的时间点t= 0和t= 5 s。
sys =特遣部队(4 [1 2 10]);t = 0:0.05:5;y =冲动(sys, t);大小(y)
ans =1×2101年1
的MIMO系统,响应数据返回数组的维度N——- - - - - -纽约——- - - - - -ν,在那里纽约和ν数量的输出和输入的动态系统。例如,考虑下面的状态空间模型,代表两个输入,一个输出系统。
一个= (-0.5572,-0.7814,0.7814,0);B = (1, - 1, 0, 2);C = [1.9691, 6.4493];sys = ss (A, B, C, 0);
提取这个系统的脉冲响应200之间的时间点t= 0和t= 20多岁。
t = linspace (0, 20200);y =冲动(sys, t);大小(y)
ans =1×3200 1 2
y (:, i, j)是一个列向量含有的脉冲响应jth的输入我输出的时候t。例如,提取第二个输入到输出的脉冲响应。
日元= y (:, 1, 2);情节(t,日元)
确定模型的脉冲响应与信心
比较参数识别的脉冲响应模型非参数模型(经验)。也把他们3 地区的信心。
加载数据。
负载iddata1z1
估计模型参数。
sys1 = ss (z1, 4);
估计的非参数模型。
sys2 =冲动(z1);
情节比较的脉冲响应。
t = (0:0.1:10)”;[y1, ~, ~, ysd1] =冲动(sys1 t);[y2, ~, ~, ysd2] =冲动(sys2 t);情节(t, y1,“b”t y1 + 3 * ysd1”乙:“t y1-3 * ysd1”乙:“)举行在情节(t, y2,‘g’,t, y2 + 3 * ysd2,“旅客:”t y2-3 * ysd2“旅客:”)
确定了时间序列模型的脉冲响应
计算确定了时间序列模型的脉冲响应。
一个时间序列模型,也称为信号模型,是一个没有输入信号测量。这个模型使用的冲动的情节(无边无际的)噪声信道脉冲信号的输入通道。
加载数据。
负载iddata9;
估计一个时间序列模型。
sys = ar (z9, 4);
sys是一个模型的形式y (t) = e (t),在那里e (t)代表了噪声信道。脉冲响应的计算,e (t)被视为一个输入通道,命名e@y1。
脉冲响应。
冲动(系统)
脉冲响应的配置选项
创建一个状态空间模型。
一个= (-0.8429,-0.2134,-0.5162,-1.2139);B = (0.7254, 0.7147, 0, -0.2050);C = (-0.1241, 1.4090, 1.4897, 1.4172);D = (0.6715, 0.7172, -1.2075, 0);sys = ss (A, B, C, D);
创建一个默认的选项设置和使用点符号来指定值。
respOpt = RespConfig;respOpt。InputOffset = (2、3);respOpt。一个mplitude = [2,-0.5]; respOpt.InitialState = [0.1,-0.1]; respOpt.Delay = 5;
计算脉冲响应。
t = 0:0.1:20;冲动(sys t respOpt)
LPV模型的脉冲响应
这个例子展示了如何模拟一个LPV模型的脉冲响应。这个例子模拟悬浮球的闭环响应模型中定义fcnMaglev.m一个扰动
。
你必须设置参考 正确初始化系统和维护它 = 。
创建模型和离散化。
机构= 0.05;hmax = 0.25;h0 =(机构+ hmax) / 2;t = 0.01;Glpv = lpvss (“h”@fcnMaglev 0 0, h0);Glpvd =汇集(Glpv, Ts,“tustin”);
样本的LPV模型三个高度值和优化PID控制器。
hpid = linspace(机构hmax 3);[Ga, Goffset] =样本([],Glpvd hpid);wc = 50;Ka = pidtune (Ga,“pidf”、wc);Ka。特遣部队= 0。01;
创建gain-scheduled PID控制器。
Ka。SamplingGrid =结构(“h”,hpid);Koffset =结构(“y”,{Goffset.u});Clpv = ssInterpolant (ss (Ka) Koffset);
建立闭环模型。
CL =反馈(Glpvd * [1, Clpv], 1、2、1);CL。InputName = {“嘟”;“href”};CL。OutputName =“h”;
得到稳态电流 = 干扰的大小
[~,~,~,~,~,~,~,情况]= Glpv.DataFunction (0, h0);
对脉冲的变化 和 。
t = 0: Ts: 2;pFcn = @ (k, x, u) x (1);配置= RespConfig (“InputOffset”(0;h0),“振幅”,0.2 *(情况;h0) * Ts,“延迟”,0.5,“InitialParameter”,h0);冲动(CL, t pFcn配置)标题(的脉冲干扰电流和脉冲高度的变化)
输入参数
输出参数
限制
与非零连续系统的脉冲响应D矩阵是无限的t=0。
冲动忽略了这个不连续并返回连续性价值低Cb在t=0。的
冲动命令不工作在连续时间模型与内部延迟。对于这样的模型,使用pade近似计算脉冲响应之前的时间延迟。的
冲动命令不支持隐式参数沿轨迹模拟连续时金宝app间LPV模型。
提示
当你需要额外的定制选项,使用
impulseplot代替。模拟系统对任意输入信号,使用
lsim。
算法
连续时间线性时不变模型首先转换为状态空间形式。状态空间模型输入的脉冲响应
相当于以下的响应和初始状态吗b。
模拟这个响应,系统使用零级离散的输入。样品时间是自动选择的基于系统动力学,除非时间向量t = T0: dt: Tf供应。因此,dt用作样品时间。
