连续开环模型中的时滞近似
这个例子展示了如何在一个连续时间开环系统中使用近似延迟pade
.
在使用不支持时间延迟的分析或设计工具时,Padé近似是有用的。万博1manbetx
创建带有输出延迟的开环系统示例。
S = tf(“年代”);P = exp(-2.6*s)/(s²+0.9*s+1);
P
为二阶传递函数(特遣部队
)对象的时间延迟。计算的一阶Padé近似
P
.Pnd1 = pade(P,1)
Pnd1 = s + 0.7692 ---------------------------------- ^ 3 + 1.669年代^ 2 + 1.692 + 0.7692连续时间传递函数。
中所有的时间延迟
P
用一阶近似。因此,Pnd1
是无延迟的三阶传递函数。比较原始模型和近似模型的频率响应
bodeplot
.H = bodeoptions;h.PhaseMatching =“上”;bodeplot (P,“- b”Pnd1,“r”{0.1, 10}, h)传说(确切的延迟,“一阶Pade”,“位置”,“西南”)
的量级
P
而且Pnd1
完全匹配。然而,阶段Pnd1
偏离…的相位P
超过1 rad/s。增加Padé近似,以扩展相位近似良好的频带。
Pnd3 = pade(P,3);
的频率响应比较
P
,Pnd1
而且Pnd3
.bodeplot (P,“- b”Pnd3,“r”Pnd1,”:k”,{0.1 10},h)确切的延迟,“三阶Pade”,“一阶Pade”,...“位置”,“西南”)
相位近似误差通过使用三阶Padé近似来减小。
比较原始系统和近似系统的时域响应
stepplot
.stepplot (P,“- b”Pnd3,“r”Pnd1,”:k”)传说(确切的延迟,“三阶Pade”,“一阶Pade”,...“位置”,“东南”)
使用Padé近似在初始瞬态响应中引入了非最小相位伪影(“错误方向”效应)。这种效应在一阶近似中非常明显,在改变方向之前会显著下降到零度以下。在高阶近似中,这种影响会降低,因为高阶近似与系统的响应更接近。
请注意
使用过高的近似阶数可能会导致数值问题和不稳定的极点。因此,避免使用阶N>10的Padé近似。