主要内容

转换模型率

在实时编辑器中转换连续时间和离散时间模型并重新采样模型

描述

转换模型率允许您在连续时间和离散时间之间交互式地转换LTI模型。您还可以使用它来重新采样离散时间模型。任务自动生成MATLAB®为您的活动脚本编写代码。

首先是转换模型率任务中,选择要转换的模型。您还可以指定目标采样时间、转换方法和其他参数。该任务在MATLAB工作空间中生成转换后的模型,并可以生成响应图,以便在对转换参数进行实验时监视原始模型和转换后模型之间的匹配情况。

相关功能

转换模型率使用以下函数生成代码。

打开任务

要添加转换模型率任务到MATLAB编辑器中的实时脚本:

  • 住编辑器选项卡上,选择任务>转换模型率

  • 在脚本中的代码块中,键入相关的关键字,例如转换,或汇集.选择转换模型率从建议的命令补全。

例子

全部展开

使用转换模型率任务,以交互方式将模型从连续时间转换为离散时间。尝试不同的方法、选项和反应图。该任务自动生成反映您选择的代码。打开此示例以查看预先配置的脚本,其中包含转换模型率的任务。

创建一个连续时间传递函数模型。

G = tf([1 -50 300],[1 3 200 350]);

要对该模型进行离散化,请打开转换模型率任务在实时编辑器。在住编辑器选项卡上,选择任务>转换模型率.在任务中,选择G作为模型进行转换。

该任务使用默认采样时间0.2秒和默认转换方法自动离散模型,零级举行.它还创建了一个波德图,允许您比较原始模型和转换模型的响应。

图上的垂直线显示了与默认采样时间相关的奈奎斯特频率。假设您想要使用0.15秒的采样时间。方法中输入新值来更改采样时间样品时间字段。响应图自动更新以反映新的采样时间。

如果精确的共振动力学对您的应用程序很重要,您可以使用不同的转换方法来改进频域匹配。在任务中,尝试不同的方法,并观察它们对响应图的影响。

与缺省的零阶保持方法相比,Tustin方法可以在频域产生更好的匹配。(见连续-离散转换方法)。在选择转换方法中,选择双线性(Tustin)近似.最初,得到的频域匹配比零阶保持方法差。

您可以使用prewarp频率.此选项强制离散时间响应与您指定的频率匹配。的共振G峰值约为14 rad/s。输入该值作为曲前频率。共振的匹配度确实提高了。然而,在采样时间为0.15 s时,共振非常接近奈奎斯特频率,这限制了匹配的接近程度。

转换模型率Task可以生成其他类型的响应图。例如,为了比较原始模型和转换模型的时域响应,在输出图中,选择一步冲动

该任务在活动脚本中生成代码。生成的代码反映您所选择的参数和选项,并包括生成您指定的响应图的代码。要查看生成的代码,请单击在任务参数区域的底部。该任务展开以显示生成的代码。

默认情况下,生成的代码使用sysConverted作为输出变量的名称。在MATLAB®工作区中使用此名称转换的模型。若要指定不同的输出变量名,请在任务顶部的摘要行中输入一个新名称。例如,将名称更改为sys_d

该任务更新生成的代码,以反映新的变量名和新的转换模型sys_d出现在MATLAB工作区中。您可以像使用任何其他模型对象一样,使用该模型进行进一步的分析或控制设计。例如,模拟转换后的系统对方波输入的响应。使用在任务中指定的示例时间。

[u,t] = gensig(“广场”、4、10、0.15);lsim (sys_d u t)

参数

选择LTI模型。该列表包含MATLAB工作空间中所有合适的连续时间或离散时间动态系统模型,包括:

  • 数值LTI模型,例如特遣部队党卫军,或zpk模型。

  • 确定的LTI模型,例如中的难点而且idtf.(使用已识别的模型需要系统识别工具箱™许可证。)

您可以转换有或没有时间延迟的SISO模型或MIMO模型,尽管有些转换方法仅适用于SISO模型(请参阅方法参数描述)。你不能使用转换模型率来转换广义LTI模型,例如一族号航空母舰、频率响应数据模型等的朋友,或流程模型(idproc).

指定转换模型的采样时间,单位为1/TimeUnit,在那里TimeUnitTimeUnit属性的输入模型。

  • 若要对连续时间模型进行离散化或对离散时间模型重新采样,请输入目标采样时间。

  • 若要将离散时间模型转换为连续时间模型,请输入0。

选择一种汇率转换方法。可用的方法有:

  • 零级举行

  • 一阶举行

  • Impulse-invariant离散化(仅适用于SISO模型的连续-离散转换)

  • 双线性(Tustin)近似

  • 零极匹配法

  • 最小二乘法(仅适用于SISO模型的连续-离散转换)

有关选择转换方法的信息,请参见连续-离散转换方法

转换具有时间延迟的模型的速率时,双线性(Tustin)近似零极匹配法方法将时间延迟四舍五入为采样时间的最接近整数倍。这种舍入会降低动力学的精度,特别是在奈奎斯特频率附近。

延迟订单一个非零整数转换模型率使用Thiran滤波器近似延迟的小数部分,而不是舍入。使用能够为应用程序产生足够精确的汇率转换动态的最小值。有关Thiran过滤器的更多信息,请参见thiran

当你离散一个连续时间模型时,如果你的系统在一个你想要速率转换保持的特定频率上有重要的动态,你可以使用双线性(Tustin)近似带有频率预翘曲的方法。此方法确保在指定的曲前频率上原始响应和转换响应之间的匹配。看到连续-离散转换方法

转换模型率自动生成响应图,以帮助您检查对应用程序重要的动态是否被保留。指定以下响应图类型之一,以便在您试验转换参数时比较原始模型和转换模型的响应。

  • 波德

  • 一步

  • 冲动

  • Pole-Zero

任务生成的代码包括创建所选响应图的代码。若要省略响应图,请选择没有一个

另请参阅

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R2019b引入