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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

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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”

    图中包含2个轴对象。坐标轴对象1包含2个line类型的对象。这些对象表示精确延迟,一阶延迟。坐标轴对象2包含2个line类型的对象。这些对象表示精确延迟,一阶延迟。

    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。

  4. 增加Padé近似,以扩展相位近似良好的频带。

    Pnd3 = pade(P,3);
  5. 的频率响应比较PPnd1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”

    图中包含2个轴对象。Axes对象1包含3个line类型的对象。这些对象表示精确延迟、三阶滞后、一阶滞后。坐标轴对象2包含3个line类型的对象。这些对象表示精确延迟、三阶滞后、一阶滞后。

    相位近似误差通过使用三阶Padé近似来减小。

  6. 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”

    图中包含一个轴对象。axis对象包含3个line类型的对象。这些对象表示精确延迟、三阶滞后、一阶滞后。

    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。

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