从系列:状态空间模型
南·纳拉亚南MathWorks
使用MATLAB建立和分析状态空间模型®和控制系统工具箱™。状态空间模型通常用于表示线性时不变(LTI)系统。
这段视频告诉你如何:
在这个视频中,我们将看到如何在MATLAB和控制系统工具箱中创建、操作和分析基于状态的系统。我们建立一个直流电动机的状态空间模型,其输入为施加电压V,输出为轴转速,电流I和轴转速ω为两种状态。电机参数已经在基础工作空间中确定。让我们从建立状态矩阵开始。
现在我们在状态空间矩阵上使用SS命令来创建电机的状态空间模型。现在我们已经建立了电机的状态空间模型,让我们添加一个电压放大器,它由以下一阶传递函数表示,用来放大输入电压。该放大器提供5的稳态电压增益和每秒1000弧度的带宽。
现在我们已经设计了一个电压放大器,让我们通过使用星形操作符结合电机和放大器来创建我们的整体工厂模型。这显示了如何使用control system toolbox,我们可以轻松地组合和转换具有不同表示形式(如状态空间和传递函数)的模型。例如,这两个模型的组合产生了一个三阶状态空间模型。
现在我们已经建立了我们的植物模型,让我们分析我们的植物的稳定性,通过计算极点或特征值的植物使用拉函数,它返回负的真实值,表明一个稳定的植物。与其用极点函数来计算极点,我们还可以用稳定函数来分析稳定性。如果系统是稳定的,则该函数返回逻辑值;如果系统不稳定,则返回0。
现在,我们已经确定我们的设备是稳定的,让我们分析一个单位阶跃电压使用阶跃函数的阶跃响应。从瞬态系统的特性来看,我们看到系统需要一秒钟多一点的时间上升,需要两秒钟多一点的时间稳定。现在我们已经了解了如何在MATLAB和控制系统工具箱中创建、操作和分析状态空间系统。在这个状态空间系统系列的下一个视频中,我们将为我们的工厂设计一个全状态反馈控制器,以展示状态空间模型可以如何在控制设计中使用。视频到此结束。
您也可以从以下列表中选择一个网站:
选择中国网站(中文或英文)以获得最佳的网站性能。其他MathWorks国家网站没有针对您所在位置的访问进行优化。