连接模型
这个例子展示了如何建模LTI系统的互联,从简单的串联和并联连接到复杂的方框图。
概述
控制系统工具箱™提供了许多功能来帮助你建立的线性时不变网络模型。这些包括函数来执行
串联和并联连接(
系列和平行)反馈连接(
反馈和融通)输入和输出串连(
[,],(;],附加)总体框图大楼(
连接)。
这些函数可以处理模型表示法的任意组合。出于演示目的,创建以下两个输出传递函数模型:
H1 =特遣部队(2,[1 3 0])
H1 = 2 - - - - - - - - - - - - ^ 2 + 3年代连续时间传递函数。
H2 = zpk ([] 5 5)
H2 = 5 - - - - - - (s + 5)连续时间零/钢管/增益模型。
串联
使用*运营商或系列功能连接LTI模型系列,例如:
H = * H1 H2
H = 10 - - - - - - - - - - - - - s (s + 5) (s + 3)连续时间零/钢管/增益模型。
或者同样的
H =系列(H1, H2);
并联
使用+运营商或平行并行连接LTI模型函数,例如:
H = H1 + H2
H = 5 (s + 2.643) (s + 0.7566) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - s (s + 3) (s + 5)连续时间零/钢管/增益模型。
或者同样的
H =平行(H1, H2);
反馈连接
标准的反馈配置如下所示:
建立闭环传输模型u来y、类型
H =反馈(H1, H2)
H = 2 (s + 5) - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - (s + 5.663) (s ^ 2 + 2.337 + 1.766)连续时间零/钢管/增益模型。
请注意,反馈假设默认负面反馈。应用积极的反馈,使用下面的语法:
H =反馈(H1, H2, + 1);
您还可以使用融通函数来构建更一般的反馈互联概述如下。
连接输入和输出
你可以连接两个模型的输入H1和H2通过输入
H = (H1, H2)
从输入1输出H =: 2 - - - - - - - s (s + 3)从输入输出2:5 - - - - - - (s + 5)连续时间零/钢管/增益模型。
由此产生的模型有两个输入和对应于互连:
类似地,您可以连接的输出H1和H2通过输入
H = [H1;H2)
从输入到输出H =…2 1:- - - - - - - s (s + 3) 5 2: - - - - - - (s + 5)连续时间零/钢管/增益模型。
由此产生的模型H有两个输出和一个输入和对应于以下框图:
最后,您可以添加两个模型使用的输入和输出:
H = append (H1, H2)
从输入1输出H =…2 1:- - - - - - - s (s + 3) 2:从输入2输出0…1:0 5 2:- - - - - - (s + 5)连续时间零/钢管/增益模型。
由此产生的模型H有两个输入和两个输出和对应的框图:
您可以使用连接建立MIMO模型与基本的输出模型,例如:
H = (H1 - tf (10、10 [1]);0,H2)
从输入1输出H =…2 1:- - - - - - - s (s + 3) 2:从输入2输出0…-10年1:- - - - - - (s + 10) 5 2: - - - - - - (s + 5)连续时间零/钢管/增益模型。
σ(H)、网格
建筑模型方框图
您可以使用到目前为止介绍的功能和操作的组合构建的模型简单的方框图。例如,考虑下面的框图:
用下面的数据块F,C,G,年代:
s =特遣部队(“年代”);F = 1 / (s + 1);G = 100 / (s ^ 2 + 5 * s + 100);C = 20 * (s ^ 2 + + 60) / s / s ^ 2 + 40 * 400 (s +);S = 10 / (S + 10);
你可以计算闭环传输T从r来y作为
T = F *反馈(G * C, S);步骤(T)网格
对于更复杂的方框图,连接函数提供了一个系统的和简单的块连接在一起的方法。使用连接遵循以下步骤:
图中定义所有块,包括求和
所有块的输入和输出通道名称
从列表中选择框图I / Os的阻塞I / o。
对于上面的框图,这些步骤:
Sum1 = sumblk (“e = r - y”);Sum2 = sumblk (u =加州大学+超滤的);%定义块I / o (“u”和“y”简称“InputName”和“OutputName”)F。u=“r”;F。y=佛罗里达大学的;C。u=“e”;C。y=加州大学的;G。u=“u”;G。y=“ym”;年代。u=“ym”;年代。y=“y”;%计算转移r - >T =连接(F、C、G,年代,Sum1, Sum2,“r”,“ym”);步骤(T)网格
优先级规则
当连接不同类型的模型,生成的模型类型是由优先级规则
朋友>党卫军> ZPK > > PID特遣部队
这条规则的州的朋友优先级最高,其次是党卫军,ZPK, TF, PID最低优先级。例如,在串联:
H1 = ss (1、2、3, 0);H2 =特遣部队(1 0 [1]);H = * H1 H2;
H2自动转换成的状态方程描述和结果吗H是一个:状态空间模型
类(H)
ans =“党卫军”
因为纳粹党卫军和朋友表示最适合系统互联,建议您至少一个模型转换为学生或朋友,以确保所有的计算都是使用这两个执行表示。一个例外是当使用连接自动执行这种转换和总是返回一个整数或朋友的框图模型。
