模型选择排除了位于感兴趣的特定频率范围之外的极点。当您希望将分析集中在系统动力学的一个特定子集时,此方法非常有用。例如,如果您正在处理一个带宽受致动器动力学限制的控制系统,您可能会在工厂中丢弃更高频率的动力学。消除感兴趣的频率范围之外的动力学降低了模型计算的数值复杂性。通过模式选择计算降阶模型有两种方法:
有关模型简化的更多通用信息,请参见减少模型基础.
减速器模型提供一种交互式工具,用于执行模型简化以及检查和比较原始模型和简化模型的响应。通过模式选择来近似模型减速器模型:
打开应用程序,导入LTI模型进行reduce。例如,假设有一个名为Gms
在MATLAB®工作区。下面的命令将打开减速器模型并导入模型。
modelReducer (Gms)
在数据浏览器,选择要缩减的模型。点击模式选择.
在模式选择选项卡,减速器模型显示原始模型和简化模型的频率响应图。该应用程序还显示了两个模型的零极点地图。
零极图用x
零位置o
.
频率响应是SISO模型的波德图,和MIMO模型的奇值图。
减速器模型消除位于阴影区域之外的极点。改变阴影区域以捕获你想在简化模型中保留的动态。有两种方法可以做到这一点。
在响应图或零极点图上,拖动阴影区域的边界或阴影区域本身。
在模式选择选项卡,输入上下截止频率。
当你改变阴影区域或截止频率时,减速器模型自动计算一个新的降阶模型。简化模型中保留的所有极点都位于极点-零地图上的阴影区域。简化模型可能包含位于阴影区域之外的零。
可选地检查原始模型和简化模型之间的绝对或相对误差。控件上的按钮选择错误图类型模式选择选项卡。
有关使用分析图的更多信息,请参见在模型减速器应用程序中可视化减少的订单模型.
当您有一个或多个需要存储和进一步分析的简化模型时,单击.新型号出现在数据浏览器.
在。中创建一个简化模型之后数据浏览器,您可以继续调整模式选择区域,以创建具有不同顺序的简化模型进行分析和比较。
您现在可以使用简化的模型执行进一步的分析。例如:
检查简化系统的其他响应,如阶跃响应或尼克尔斯图。要做到这一点,使用工具上情节选项卡。看到在模型减速器应用程序中可视化减少的订单模型为更多的信息。
将简化的模型导出到MATLAB工作空间,以便进一步分析或控制设计。在减速器模型选项卡上,单击出口.
要创建一个MATLAB脚本,您可以在命令行中用于进一步的模型简化任务,请单击创建了模型,并选择生成MATLAB脚本.
减速器模型创建一个使用freqsep
命令以使用在模式选择选项卡。脚本在MATLAB编辑器中打开。
要通过命令行上的模式选择来减少模型的顺序,请使用freqsep
.该命令将一个动态系统模型按指定的频率分为慢组件和快组件。
对于本例,加载模型Gms
并检查它的频率响应。
负载modeselectGmsbodeplot (Gms)
Gms
有两组共振,一组频率相对较低,另一组频率相对较高。假设您想调优控制器Gms
,但是系统中的驱动器被限制在两组谐振之间约3 rad/s的带宽。简化计算和调优使用Gms
,您可以使用模式选择来消除高频动态。
[Gms_s, Gms_f] = freqsep (Gms, 30);
freqsep
分解Gms
分为慢速组件和快速组件Gms = Gms_s + Gms_f
.固有频率小于30的所有模态(极点)均在Gms_s
,高频极点在里面Gms_f
.
bodeplot (Gms, Gms_s Gms_f)传说(“原始”,“慢”,“快”)
缓慢的组件,Gms_s
,只包含低频共振,并匹配原始模型的直流增益。检查两个模型的顺序。
订单(Gms)
ans = 18
订单(Gms_s)
ans = 10
当高频动态对您的应用程序不重要时,您可以使用10阶Gms_s
而不是原来的18阶模型。如果忽略低频动态适合您的应用程序,您可以使用Gms_f
.要选择处于低频和高频截止之间的模式,请使用额外的呼叫freqsep
.