主要内容

反馈

多模型反馈连接

描述

例子

系统=反馈(sys1, sys2返回一个模型对象系统用于模型对象的负反馈互连sys1, sys2

从图中可以看出,闭环模型系统u作为输入向量和y作为输出向量。两个模型,系统1系统2,必须是连续的或离散的样本时间相同。

例子

系统=反馈(sys1, sys2feedinfeedout计算一个闭环模型系统使用输入和输出连接指定使用feedinfeedout. 如果只想连接MIMO系统可用I/O的子集,请使用此语法。

例子

系统=反馈(sys1, sys2(“名称”)计算一个闭环模型系统使用由MIMO模型的各个I/O名称指定的反馈连接系统1系统2.使用“姓名”只有当一组MIMO系统中所有需要的I/ o都正确命名时才会标记。

例子

系统=反馈(___标志返回一个模型对象系统对于具有由指定的反馈类型的反馈循环标志.默认情况下,反馈假设为负面反馈,相当于反馈(sys1,sys2,-1).要计算具有正反馈的闭环系统,请使用符号= + 1

例子

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摆模型控制器.mat包含一个SISO倒立摆传递函数模型G及其相关的PID控制器C

将倒立摆和控制器模型加载到工作空间。

装载(“摆模型控制器”“G”“C”); 尺寸(克)
具有1个输出和1个输入的传递函数。
尺寸(C)
1输出1输入的PID控制器。

使用反馈要创建负反馈循环,请使用GC

sys=反馈(G*C,1)
sys=1.307e-06秒^3+3.136e-05秒^2+5.227e-06秒-------------------------------------------------------2.3e-06秒^4+1.725e-06秒^3-4.035e-05秒^2-5.018e-06秒连续时间传递函数。

系统为通过负反馈得到的闭环连续时间传递函数。反馈将PID控制器模型C转换为传递函数,然后再将其连接到连续时间传递函数模型G。有关详细信息,请参阅确定模型类型的规则

对于这个例子,考虑两个描述一个植物的传递函数G和控制器C分别地

G 年代 2 年代 2 + 5 年代 + 1 年代 2 + 2 年代 + 3. C 年代 5 年代 + 2 年代 + 1 0

创建设备和控制器传递函数。

G = tf([2 5 1],[1 2 3],“inputname”“扭矩”“outputname”“速度”);C=tf([5,10],[1,10]);

使用反馈要创建负反馈循环,请使用GC

sys=反馈(G,C,-1)
sys=从输入“扭矩”到输出“速度”:2秒^3+25秒^2+51秒+10--------------------11秒^3+57秒^2+78秒+40连续时间传递函数。

系统结果闭环传递函数是用负反馈得到的吗扭矩作为输入和速度作为输出。

对于这个例子,考虑两个描述一个植物的传递函数G和控制器C分别地

G 年代 2 年代 2 + 5 年代 + 1 年代 2 + 2 年代 + 3. C 年代 5 年代 + 2 年代 + 1 0

创建设备和控制器传递函数。

G = tf([2 5 1],[1 2 3],“inputname”“扭矩”“outputname”“速度”);C=tf([5,10],[1,10]);

使用反馈创造积极的反馈循环使用GC

sys =反馈(G、C + 1)
sys=从输入“扭矩”到输出“速度”:-2秒^3-25秒^2-51秒-10----------------------9秒^3+33秒^2+32秒-20连续时间传递函数。

系统是使用正反馈获得的闭环传递函数扭矩作为输入和速度作为输出。

基于下面的图,考虑在负反馈回路中连接两个MIMO传输函数,具有两个输入和两个输出。

对于本例,使用以下方法创建两个随机连续状态空间模型rss

G=rss(4,2,2);C=rss(2,2,2);大小(G)
具有2个输出、2个输入和4个状态的状态空间模型。
尺寸(C)
有2个输出,2个输入,2个状态的状态空间模型。

使用反馈根据上图将两个状态空间模型连接成一个负反馈环路。

sys =反馈(G、C, 1);大小(系统)
具有2个输出、2个输入和6个状态的状态空间模型。

得到的状态空间模型系统是一个具有6个状态的2输入2输出模型。负反馈回路完成后,

  • 的第一个输出G连接到的第一个输入C

  • 第二次输出G连接到的第二个输入C

mimoPlantAndController.mat包含一个2输入,2输出的传递函数工厂模型G2输入2输出传递函数控制器模型C连接方式如下:

首先,将设备和控制器模型加载到工作区。

装载(“mimoPlantAndController.mat”“G”“C”); 尺寸(克)
具有两个输出和两个输入的传递函数。
尺寸(C)
具有两个输出和两个输入的传递函数。

默认情况下,反馈将连接的第一个输出G对第一个输入C和第二个输出G第二个输入C.为了按照图连接工厂和控制器,为两个系统分别命名I/ o,以确保连接正确。

G.InputName
ans =2x1电池{“扭矩”}{‘角’}
G.OutputName
ans =2x1电池{“速度”}{‘力’}
C.输入名称
ans =2x1电池{'force'}{'velocity'}
C.OutputName
ans =2x1电池{'angle'}{'torque'}

然后使用“姓名”反馈命令根据I/O名称进行连接。

sys =反馈(G、C、“姓名”);

由此得到的闭环负反馈传递函数系统按要求的顺序拥有反馈连接。

考虑一个状态空间工厂G具有五个输入、四个输出和一个状态空间反馈控制器K有三个输入和两个输出。1, 3,和4的产量G必须连接到控制器K输入,控制器输出到设备的输入2和4。

对于本例,使用以下方法生成随机连续时间状态空间模型rss对于这两个GK

G=rss(3,4,5);K=rss(3,2,3);

定义feedoutfeedin基于反馈回路中要连接的输入和输出的向量。

反馈输入=[2 4];反馈输出=[1 3 4];系统=反馈(G,K,反馈输入,反馈输出,-1);大小(系统)
具有4个输出、5个输入和6个状态的状态空间模型。

系统所得到的闭环状态空间模型是否通过连接的指定输入和输出得到GK

输入参数

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在反馈回路中连接的系统,指定为动态系统模型。可以使用的动态系统包括:

  • 连续时间或离散时间数值LTI模型,如tfzpkpidpidstd党卫军模型。

  • 频率响应模型,例如的朋友根弗里德

  • 广义或不确定的LTI模型,如一族号航空母舰(鲁棒控制工具箱)模型。(使用不确定模型需要鲁棒控制工具箱™软件。)

    由此产生的反馈循环假设

    • 可调控制设计块的可调组件的当前值。

    • 不确定控制设计块的标称模型值。

有关更多信息,请参见动态系统模型

什么时候系统1系统2是两种不同的模型类型,反馈使用优先规则来确定生成的模型系统.例如,当一个状态空间模型和一个传递函数连接在一个反馈环路中,得到的系统是一个基于优先规则的状态空间模型。有关更多信息,请参见确定模型类型的规则

要使用的输入子集,指定为向量。

从数字上看,,feedin包含MIMO植物的输入向量的指标P并指定输入的子集u在反馈回路中涉及到。结果模型系统具有与相同的输入G,保留他们的命令。

例如,请参见在反馈循环中指定输入和输出连接

要使用的输出的子集,指定为向量。

feedout指定MIMO设备的输出G用于反馈。结果模型系统具有与相同的输出G,保留他们的命令。

例如,请参见在反馈循环中指定输入和输出连接

反馈类型,指定为-1对于负面反馈或+ 1积极的反馈。反馈默认情况下假定为负面反馈。

输出参数

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闭环系统,作为SISO或MIMO动态系统模型返回。系统根据优先级规则,可以是以下选项之一:

  • 连续时间或离散时间数值LTI模型,如tfzpk党卫军pidpidstd模型。

  • 广义或不确定的LTI模型,如一族号航空母舰(鲁棒控制工具箱)模型。(使用不确定模型需要鲁棒控制工具箱软件。)

什么时候系统1系统2是两种不同的模型类型,反馈使用优先规则来确定生成的模型系统. 例如,当一个状态空间模型和一个传递函数连接在一个反馈回路中时,得到的系统是一个基于中概述的优先规则的状态空间模型确定模型类型的规则

限制

  • 反馈连接必须没有代数环。例如,如果D1D2是的馈通矩阵系统1系统2,这个条件等价于:

    • 我+ D1D2使用负反馈时非奇异

    • 我− D1D2使用正反馈时的非奇异性

提示

在R2006a之前引入