C2D

从连续转换模式离散时间

描述

SYSD= C2D(SYSCTS离散化的连续时间动力系统模型SYSC利用输入端的零阶保持和的采样时间TS

SYSD= C2D(SYSCTS方法指定离散化方法。

SYSD= C2D(SYSCTSOPTS指定离散的附加选项。

[SYSDG] = C2D(___,其中SYSC是一个状态空间模型,返回一个矩阵,G映射连续的初始条件X0ü0状态空间模型的离散时间初始状态向量的X[0]。

例子

全部收缩

离散以下连续时间的传递函数:

H 小号 = Ë - 0 3 小号 小号 - 1 小号 2 + 4 小号 +

该系统具有0.3秒的输入延迟。使用离散的三角形(一阶保持)逼近采样时间的系统TS= 0.1秒。

H = TF([1 -1],[1 4 5],'InputDelay',0.3);HD = C2D(H,0.1,'FOH');

比较的连续时间和离散系统的阶跃响应。

步骤(H,' - ',高清,' - '

离散利用零阶保持在输入有10赫兹的采样率下延迟传输函数,和。

H 小号 = Ë - 0 2 小号 1 0 小号 2 + 3 小号 + 1 0

H = TF(10,[1 3 10]'IODELAY',0.25);HD = C2D(H,0.1)
HD = 0.01187 Z 1 2 + 0.06408 Z + 0.009721 Z 2( -  3)* ----------------------------------z^2 - 1.655 z + 0.7408 Sample time: 0.1 seconds Discrete-time transfer function.

在这个例子中,离散模型高清具有三个采样周期的延迟。的离散化算法吸收残余半周期延迟引入的系数高清

比较的连续时间和离散模型的阶跃响应。

步骤(h,' - ',高清,' - '

创建具有两个状态的连续时间状态空间模型和输入延迟。

SYS = SS(TF([1,2],[1,4,2]));sys.InputDelay = 2.7
SYS = A = X1 X2 X1 -4 -2×2 1 0 B = U1 X1 X2 2 0 C = X1 X2 Y1 0.5 1 d = U1 Y1 0输入的延迟(秒):2.7连续时间状态空间模型。

离散使用的Tustin离散化方法以及Thiran滤波器以分数延迟建模模型。采样时间TS= 1秒。

选择= c2dOptions('方法'“塔斯廷”'FractDelayApproxOrder',3);sysd1 = C2D(SYS,1,优化)
sysd1 = A = X1 X2 X3 X4 X5 X1 -0.4286 -0.5714 -0.00265 0.06954 2.286×2 0.2857 0.7143 -0.001325 1.143 0.03477×3 0 0 -0.2432 0.1449 -0.1153 X4 0 0 0.25 0 0×5 0 0 0 0 0.125 B = U1 X1 0.002058X2 X3 0.001029 8×4 0 0 X5 C = X1 X2 X3 X4 X5 Y1 0.2857 0.7143 -0.001325 1.143 0.03477 = d U1 Y1 0.001029采样时间:1秒离散时间状态空间模型。

该离散模型现在包含附加的三个状态X3X4X5对应于第三阶Thiran滤波器。由于时间延迟由样本时间除以2.7,三阶Thiran滤波器('FractDelayApproxOrder'= 3)可以近似整个时间延迟。

估计连续时间传递函数,以及离散它。

加载iddata1sys1c = tfest(z1,2);sys1d = C2D(sys1c,0.1,'ZOH');

估计二阶离散时间传递函数。

sys2d = tfest(z1,2,'TS',0.1);

比较离散的连续时间的传递函数模型的响应,sys1d和直接估计的离散时间模型,sys2d

比较(Z1,sys1d,sys2d)

这两个系统是几乎相同的。

离散识别的状态空间模型建立其响应的一领先一步预测器。

创建使用估计数据的连续时间识别出的状态空间模型。

加载iddata2SYSC = ssest(z2,4);

预测的未来的1步预测响应SYSC

预测(SYSC,Z2)

离散模型。

SYSD = C2D(SYSC,0.1,'ZOH');

从离散模型建立的预测模型,SYSD

[A,B,C,d,K] = idssdata(SYSD);预测= SS(A-K * C,[K B-K * d],C [0 d],0.1);

预报器是使用所测得的输出和输入信号的双输入模型([z1.y z1.u])计算的1步预测响应SYSC

模拟预测模型得到的相同的反应预测命令。

lsim(预测,[z2.y,z2.u])

预测模型的模拟结果表明为同一响应预测(SYSC,Z2)

输入参数

全部收缩

连续时间模型,指定为动力系统模型TFSS, 要么ZPKSYSC不能是频率响应数据模型。SYSC可以是一个或SISO MIMO系统中,不同之处在于“匹配”离散化方法仅支持SISO系统。万博1manbetx

SYSC可以具有输入/输出或内部时间延迟;但是,那“匹配”'冲动'“最小二乘”方法不支持状态空间模型与内部时万博1manbetx间延迟。

确定线性系统以下不能直接离散化:

  • idgrey其车型函数类型'C'。转换成IDSS第一个模型。

  • idproc楷模。转换成IDTF要么idpoly第一个模型。

采样时间,指定为表示所得到的离散时间系统的采样周期的正标量。TSTIMEUNIT, 哪一个是sysc.TimeUnit属性。

离散化方法,指定为下列值之一:

  • 'ZOH'- 零阶保持(默认值)。假定控制输入是分段常数在样本时间TS

  • 'FOH'- 三角近似(修改的第一阶保持)。假定控制输入是分段线性在样本时间TS

  • '冲动'- 冲激不变离散

  • “塔斯廷”- 双线性(塔斯廷)方法。指定这个方法与频率预畸变(前身为'prewarp'法),使用PrewarpFrequency的选择c2dOptions

  • “匹配”- 零极点匹配方法

  • “最小二乘”- 最小平方法

有关算法为每次转换方法的信息,请参见连续离散转换方法

离散化选项,指定为c2dOptions宾语。例如,指定的prewarp频率,Thiran滤波器或离散化方法作为一种选择的顺序。

输出参数

全部收缩

离散时间模型,返回作为相同类型的动态系统模型作为输入系统SYSC

什么时候SYSC是识别的(IDLTI)模型,SYSD

  • 包括两者测量和噪声分量SYSC。这些创新方差λ连续时间识别模型SYSC,存储在其NoiseVariance属性,被解释为噪声频谱的频谱密度的强度。噪声方差SYSD因此,λ/ TS

  • 不包括的估计的参数协方差SYSC。如果你想翻译的协方差离散时模型,使用translatecov

的连续时间的初始条件映射X0ü0状态空间模型SYSC于离散时间的初始状态矢量X[0]时,返回作为基质。初始条件为初始状态向量的映射如下所示:

X [ 0 ] = G [ X 0 ü 0 ]

为了与时间延迟状态空间模型,C2D垫的矩阵G用零到帐户,以便将那些离散的延迟推出附加状态。看到连续离散转换方法在离散系统的建模时间延迟的讨论。

R2006a前推出