Снижение сложности линейных моделей с инвариантным временем (LTI)
Приложение «Редуктор модели» позволяет вычислять приближения моделей высокого порядка с уменьшенным порядком. Работа с моделями более низкого порядка может упростить анализ и управление конструкцией. Более простые модели также легче понять и манипулировать. Можно уменьшить модель завода, чтобы сосредоточиться на соответствующей динамике перед проектированием контроллера для завода. Можно также использовать сокращение модели для упрощения контроллера полного заказа.
Используя любой из следующих методов, модуль «Редуктор модели» (Model Reducer) помогает уменьшить порядок модели при сохранении характеристик модели, важных для приложения.
Сбалансированное усечение - удаление состояний с относительно небольшим энергетическим вкладом.
Выбор режима - выбор режимов путем указания интересующего диапазона частот.
Упрощение полюсов-нулей (Pole-Zero Simplification) - исключение пар полюс-ноль при отмене или близком к отмене.
Модельный редуктор предоставляет графики ответов и графики ошибок, чтобы гарантировать, что модель с уменьшенным порядком сохраняет важную динамику. Дополнительные сведения о сокращении модели и его полезности см. в разделе Основы сокращения модели.
Альтернативу приложению «Редуктор модели», которое позволяет в интерактивном режиме выполнять сокращение модели и создавать код для сценария в реальном времени, см. в задаче «Уменьшение порядка модели» в интерактивном редакторе.
MATLAB ® Toolstrip: на вкладке «Приложения» в разделе «Проектирование и анализ системы управления» щелкните значок приложения.
командная строка MATLAB: Enter modelReducer.
Model - Выбранная в настоящее время модель для сокращенияУкажите модель, которую требуется уменьшить, выбрав ее из выпадающего списка Модель (Model). Список включает все модели, находящиеся в данный момент в браузере данных. Чтобы получить модель из рабочего пространства MATLAB в Обозреватель данных (Data Browser), на вкладке Редуктор модели (Model Reducer) щелкните 
Импорт модели (Import Model). Можно импортировать любое:
tf, ss, или zpk модель, которая является правильной. Модель может быть SISO или MIMO, непрерывной или дискретной.
Модели непрерывного времени не должны иметь временных задержек. Чтобы уменьшить модель непрерывного времени с временными задержками, сначала используйте pade для аппроксимации временных задержек в качестве динамики модели.
Модели дискретного времени могут иметь задержки по времени. Для метода сокращения «Сбалансированное усечение» приложение использует absorbDelay преобразование задержки в полюса при z = 0 перед уменьшением модели. Дополнительные состояния отражены в графике ответа и графике сингулярного значения Ханкеля.
Обобщенная модель, такая как genss модель. Приложение «Модельный редуктор» использует текущее или номинальное значение всех блоков конструкции управления в model (см. getValue).
Примечание
Редуктор модели предполагает, что единица времени модели (указанная в TimeUnit свойство модели) - секунды. Если модель не имеет TimeUnit = 'seconds', использовать chgTimeUnit для преобразования модели в секунды.
Reduced orders - Количество состояний в уменьшенной моделиУкажите количество состояний в модели с уменьшенным порядком. Допускается любое значение, которое находится между числом нестабильных состояний в модели и числом состояний в исходной модели. При указании одного значения модуль «Редуктор модели» вычисляет и отображает отклики модели этого порядка. Если задано несколько значений, редуктор модели вычисляет модели всех указанных порядков и отображает их ответы на одном графике. Чтобы сохранить уменьшенные модели в браузере данных, щелкните значок.
Дополнительные сведения см. в разделе Сокращение модели сбалансированного усечения.
Пример: 5
Пример: 4:7
Пример: [3,7,10]
Error Bound - Тип привязки ошибкиabsolute (по умолчанию) | relativeМожно выбрать между абсолютными и относительными ошибками, выбрав соответствующую опцию в поле «Ограничение ошибок». Установка для него значения absolute управляет абсолютной ошибкой G−Gr‖∞ при установке для нее значения relative управляет относительной погрешностью Gr) ‖ ∞. Относительная ошибка дает лучшее совпадение по частоте, в то время как абсолютная ошибка подчеркивает области с наибольшим коэффициентом усиления.
Дополнительные сведения см. в разделе Сокращение модели сбалансированного усечения.
Preserve DC Gain - Соответствие коэффициента усиления постоянного тока уменьшенной модели исходной моделиЕсли флажок Сохранить коэффициент усиления постоянного тока установлен, коэффициент усиления постоянного тока уменьшенной модели равен коэффициенту усиления постоянного тока исходной модели. Если поведение DC модели важно в приложении, оставьте этот параметр установленным. Отмените выбор опции, чтобы получить лучшее сопоставление поведения более высоких частот.
Дополнительные сведения см. в разделе Сокращение модели сбалансированного усечения.
Focus on range - Ограничить анализ заданными частотамиПо умолчанию редуктор модели анализирует сингулярные значения Ханкеля на всех частотах. Ограничение этого анализа определенным диапазоном частот полезно, если известно, что модель имеет режимы вне области, представляющей интерес для конкретного приложения. При применении ограничения частоты модельный редуктор определяет, какие состояния являются состояниями с низкой энергией, которые нужно усечь, исходя из их вклада в энергию только в указанном диапазоне частот. Фокус на диапазоне доступен только в том случае, если для параметра «Ограничение ошибок» установлено значение absolute.
Чтобы ограничить анализ вкладов государства определенным диапазоном частот, проверьте Фокус на диапазоне. Затем перетащите вертикальные курсоры на графике отклика, чтобы указать интересующий диапазон частот. Либо введите диапазон частот в текстовом поле в качестве вектора формы [fmin,fmax]. Единицы измерения: rad/TimeUnit, где TimeUnit является TimeUnit свойства модели, которую вы сокращаете.
Model - Выбранная в настоящее время модель для сокращенияУкажите модель, которую требуется уменьшить, выбрав ее из выпадающего списка Модель (Model). Список включает все модели, находящиеся в данный момент в браузере данных. Чтобы получить модель из рабочего пространства MATLAB в Обозреватель данных (Data Browser), на вкладке Редуктор модели (Model Reducer) щелкните Импорт модели (Import Model). Можно импортировать любое:
tf, ss, или zpk модель, которая является правильной. Модель может быть SISO или MIMO, непрерывной или дискретной.
Модели непрерывного времени не должны иметь временных задержек. Чтобы уменьшить модель непрерывного времени с временными задержками, сначала используйте pade для аппроксимации временных задержек в качестве динамики модели.
Модели дискретного времени могут иметь задержки по времени. Для метода сокращения «Сбалансированное усечение» приложение использует absorbDelay преобразование задержки в полюса при z = 0 перед уменьшением модели. Дополнительные состояния отражены в графике ответа и графике сингулярного значения Ханкеля.
Обобщенная модель, такая как genss модель. Приложение «Модельный редуктор» использует текущее или номинальное значение всех блоков конструкции управления в model (см. getValue).
Дополнительные сведения см. в разделе Уменьшение модели выбора режима.
Примечание
«Уменьшить порядок моделей» предполагает, что единица времени модели (указанная в TimeUnit свойство модели) - секунды. Если модель не имеет TimeUnit = 'seconds', использовать chgTimeUnit для преобразования модели в секунды.
Lower Cutoff - Наименьшая частота режимаВведите частоту самой медленной динамики для сохранения в уменьшенной модели. Полюса с собственной частотой ниже этой границы исключаются из уменьшенной модели.
Upper Cutoff - Наибольшая частота режимаВведите частоту самой быстрой динамики для сохранения в уменьшенной модели. Полюса с собственной частотой выше этой границы исключаются из уменьшенной модели.
Model - Выбранная в настоящее время модель для сокращенияУкажите модель, которую требуется уменьшить, выбрав ее из выпадающего списка Модель (Model). Список включает все модели, находящиеся в данный момент в браузере данных. Чтобы получить модель из рабочего пространства MATLAB в Обозреватель данных (Data Browser), на вкладке Редуктор модели (Model Reducer
) щелкните Импорт модели (Import Model). Можно импортировать любое:
tf, ss, или zpk модель, которая является правильной. Модель может быть SISO или MIMO, непрерывной или дискретной.
Модели непрерывного времени не должны иметь временных задержек. Чтобы уменьшить модель непрерывного времени с временными задержками, сначала используйте pade для аппроксимации временных задержек в качестве динамики модели.
Модели дискретного времени могут иметь задержки по времени. Для метода сокращения «Сбалансированное усечение» приложение использует absorbDelay преобразование задержки в полюса при z = 0 перед уменьшением модели. Дополнительные состояния отражены в графике ответа и графике сингулярного значения Ханкеля.
Обобщенная модель, такая как genss модель. Приложение «Модельный редуктор» использует текущее или номинальное значение всех блоков конструкции управления в model (см. getValue).
Simplification of Pole-Zero Pairs - Допуск для отмены нулевого полюсаЗадайте допуск для отмены нуля полюса, используя ползунок или введя значение в текстовое поле. Значение определяет, насколько близко полюс и ноль должны быть для редуктора модели, чтобы исключить их из уменьшенной модели. Перемещение ползунка влево или ввод меньшего значения в текстовом поле упрощает модель за счет уменьшения количества полюсов и нулей. Перемещение ползунка вправо или ввод большего значения упрощает модель за счет отмены полюсов и нулей, расположенных дальше друг от друга.
Дополнительные сведения см. в разделе Упрощение полюсов и нулей.
modelReducermodelReducer открывает приложение «Редуктор модели» без моделей в браузере данных. Чтобы импортировать модель из рабочего пространства MATLAB, щелкните
Импорт модели (Import Model).
modelReducer(model)modelReducer( открывает приложение и импортирует указанную модель LTI. model)model может быть:
tf, ss, или zpk модель, которая является правильной. Модель может быть SISO или MIMO, непрерывной или дискретной.
Модели непрерывного времени не должны иметь временных задержек. Чтобы уменьшить модель непрерывного времени с временными задержками, сначала используйте pade для аппроксимации временных задержек в качестве динамики модели.
Модели дискретного времени могут иметь задержки по времени. Для метода сокращения «Сбалансированное усечение» приложение использует absorbDelay преобразование задержки в полюса при z = 0 перед уменьшением модели. Дополнительные состояния отражены в графике ответа и графике сингулярного значения Ханкеля.
Обобщенная модель, такая как genss модель. Приложение «Модельный редуктор» использует текущее или номинальное значение всех блоков конструкции управления в model (см. getValue).
modelReducer(model1,...,modelN)modelReducer( открывает приложение и импортирует указанные модели.model1,...,modelN)
modelReducer(sessionFile)modelReducer( открывает приложение и загружает ранее сохраненный сеанс. sessionFile)sessionFile имя файла данных сеанса в текущей рабочей папке или в пути MATLAB.
Чтобы сохранить данные сеанса на диск, в приложении «Редуктор модели» на вкладке «Редуктор модели» нажмите кнопку «Сохранить
сеанс». Сохраненные данные сеанса включают текущую конфигурацию печати и все модели в браузере данных.