exponenta event banner

d2c

Преобразование модели из дискретного в непрерывное время

Описание

пример

sysc = d2c(sysd) преобразует дискретно-временную динамическую модель системы sysd в модель непрерывного времени, использующую удержание нулевого порядка на входах.

пример

sysc = d2c(sysd,method) задает метод преобразования.

пример

sysc = d2c(sysd,opts) указывает параметры преобразования для дискретизации.

[sysc,G] = d2c(___), где sysd является моделью состояния-пространства, возвращает матрицу G который отображает состояния xd[k] дискретно-временной модели состояния-пространства к состояниям xc(t) из sysc.

Примеры

свернуть все

Создайте следующую функцию передачи дискретного времени:

H (z) = z-1z2 + z + 0,3

H = tf([1 -1],[1 1 0.3],0.1);

Время выборки модели Ts = 0,1 с.

Выведите эквивалентную модель с непрерывным временем и нулевым порядком.

Hc = d2c(H)
Hc =
 
   121.7 s + 2.904e-12
  ---------------------
  s^2 + 12.04 s + 776.7
 
Continuous-time transfer function.

Дискретизируйте полученную модель, Hcс методом удержания нулевого порядка по умолчанию и временем выборки 0,1 с для возврата исходной дискретной модели, H.

c2d(Hc,0.1)
ans =
 
      z - 1
  -------------
  z^2 + z + 0.3
 
Sample time: 0.1 seconds
Discrete-time transfer function.

Используйте метод аппроксимации Тустина для преобразования H к модели непрерывного времени.

Hc2 = d2c(H,'tustin');

Дискретизируйте результирующую модель, Hc2, чтобы вернуть исходную дискретную модель, H.

c2d(Hc2,0.1,'tustin');

Оцените модель функции передачи дискретного времени и преобразуйте ее в модель непрерывного времени.

load iddata1
sys1d = tfest(z1,2,'Ts',0.1);
sys1c = d2c(sys1d,'zoh');

Оценка модели функции непрерывного переноса времени.

sys2c = tfest(z1,2);

Сравните ответ sys1c и непосредственно оцениваемую модель непрерывного времени, sys2c.

compare(z1,sys1c,sys2c)

Figure contains an axes. The axes contains 3 objects of type line. These objects represent z1 (y1), sys1c: 69.3%, sys2c: 70.77%.

Эти две системы почти идентичны.

Преобразование определенной модели функции передачи дискретного времени в непрерывное время.

load iddata1
sysd = tfest(z1,2,'Ts',0.1);
sysc = d2c(sysd,'zoh');

sys1c не имеет ковариационной информации. d2c операция приводит к потере ковариационных данных идентифицированных моделей.

Регенерация информации ковариации с использованием обновления нулевой итерации с помощью той же команды оценки и данных оценки.

opt = tfestOptions; 
opt.SearchOptions.MaxIterations = 0;
sys1c = tfest(z1,sysc,opt);

Проанализируйте влияние на частотно-ответную неопределенность.

h = bodeplot(sysd,sys1c);
showConfidence(h,3)

Figure contains 2 axes. Axes 1 with title From: u1 To: y1 contains 2 objects of type line. These objects represent sysd, sys1c. Axes 2 contains 2 objects of type line. These objects represent sysd, sys1c.

Неопределенности sys1c и sysd сопоставимы до частоты Найквиста. Однако sys1c проявляет большую неопределенность в частотном диапазоне, для которого оценочные данные не предоставляют никакой информации.

Если у вас нет доступа к данным оценки, используйте translatecov команда, которая представляет собой преобразование ковариации на основе формулы Гаусса для операций преобразования типа модели.

Входные аргументы

свернуть все

Дискретная модель, заданная как динамическая модель системы, например tf, ss, или zpk.

Нельзя напрямую использовать idgrey модель, FunctionType является 'd' с d2c. Преобразование модели в idss сначала сформировать.

Метод дискретного-непрерывного преобразования времени, определяемый как одно из следующих значений:

  • 'zoh' - Удержание нулевого порядка на входах. Предполагает, что управляющие входные данные являются кусочно постоянными в течение периода выборки.

  • 'foh' - Линейная интерполяция входов (измененное удержание первого порядка). Предполагается, что управляющие входные данные являются кусочно линейными в течение периода выборки.

  • 'tustin' - Билинейное (Tustin) приближение к производной. Чтобы указать этот метод с превалированием частоты (ранее известный как 'prewarp' метод), используйте PrewarpFrequency вариант d2cOptions.

  • 'matched' - Метод согласования нулевого полюса (только для систем SISO). См. [1].

Для получения информации о алгоритмах для каждого d2c метод преобразования см. в разделе Методы непрерывного дискретного преобразования.

Опции дискретного-непрерывного преобразования времени, созданные с использованием d2cOptions. Например, в качестве опции укажите частоту предварительного действия или метод преобразования.

Выходные аргументы

свернуть все

Модель непрерывного времени, возвращаемая как динамическая модель системы того же типа, что и система ввода sysd.

Когда sysd является идентифицированной (IDLTI) моделью, sysc:

  • Включает как измеренные, так и шумовые компоненты sysd. Если дисперсия шума λ в sysd, затем модель непрерывного времени sysc имеет указанный уровень спектральной плотности шума, равный Ts * λ.

  • Не включает оцененную ковариацию параметра sysd. Если вы хотите перевести ковариацию при преобразовании модели, используйте translatecov(Панель инструментов идентификации системы).

Отображение состояний xd[k] модели «состояние-пространство» sysd к штатам xc(t) из sysc, возвращается в виде матрицы. Отображение состояний выглядит следующим образом:

xc (kTs) = G [xd [k] u [k]].

Задано исходное условие x0 для sysd и начальный вход u0 = u[0], соответствующее исходное условие для sysc (при условии, что u[k] = 0 для k < 0 является:

xc (0) = G [x0u0].

Ссылки

[1] Franklin, G.F., Powell, D.J., and Workman, M.L., Digital Control of Dynamic Systems (3-е издание), Prentice Hall, 1997.

[2] Kollár, I., G.F. Franklin и R. Pintelon, «Об эквивалентности моделей z-домена и s-домена в системной идентификации», Труды Конференции по приборам и измерительным технологиям IEEE ®, Брюссель, Бельгия, июнь 1996 года, том 1, стр. 14-19

Представлен до R2006a