exponenta event banner

lncf

Нормализованная параллельная факторизация слева

Описание

пример

fact = lncf(sys) вычисляет левую нормализованную параллельную факторизацию динамической модели системы sys. Факторизация задается:

sys = Ml 1Nl, MlMl * + N1Nl * = I.

Здесь Ml * обозначает конъюгат Ml ( см.ctranspose). . Возвращенная модель fact является минимальной реализацией состояния-пространства стабильной системы [Ml, Nl]. Эта факторизация используется в других нормализованных вычислениях коэффициента коприма, таких как уменьшение модели (ncfmr) и синтез контроллера (ncfsyn).

пример

[fact,Ml,Nl] = lncf(sys) также возвращает множители M1 и N1.

Примеры

свернуть все

Вычислите левую нормализованную параллельную факторизацию системы SISO.

sys = zpk([1 -1+2i -1-2i],[-1 2+1i 2-1i],1);
[fact,Ml,Nl] = lncf(sys);

Изучите исходную систему и ее факторы.

sys
sys =
 
  (s-1) (s^2 + 2s + 5)
  --------------------
  (s+1) (s^2 - 4s + 5)
 
Continuous-time zero/pole/gain model.
zpk(Ml)
ans =
 
  0.70711 (s+1) (s^2 - 4s + 5)
  ----------------------------
    (s+1) (s^2 + 3.162s + 5)
 
Continuous-time zero/pole/gain model.
zpk(Nl)
ans =
 
  0.70711 (s-1) (s^2 + 2s + 5)
  ----------------------------
    (s+1) (s^2 + 3.162s + 5)
 
Continuous-time zero/pole/gain model.

Числители факторов Ml и Nl являются знаменателем и числителем sysсоответственно. Таким образом, sys = Ml\Nl. lncf выбирает знаменатели факторов так, что система [Ml (), Nl ()] является единичным вектором на всех частотах. Чтобы подтвердить это свойство факторизации, изучите сингулярные значения fact, которая представляет собой стабильную минимальную реализацию [Ml (), Nl ( )].

sigma(fact)

Figure contains an axes. The axes contains an object of type line. This object represents fact.

В пределах небольшой числовой ошибки сингулярное значение fact равно 1 (0 дБ) на всех частотах.

Вычислите левую нормализованную параллельную факторизацию модели состояния-пространства, которая имеет два выхода, два входа и три состояния.

rng(0); % for reproducibility
sys = rss(3,2,2);
[fact,Ml,Nl] = lncf(sys);

fact является стабильной минимальной реализацией факторизации, [Ml,Nl].

isstable(fact)
ans = logical
   1

Другое свойство fact это то, что его частотный отклик F (jλ) является ортогональной матрицей на всех частотах (F (jλ) "F (jλ) = I). Подтвердите это свойство, изучив сингулярные значенияfact. В пределах небольшой числовой ошибки сингулярные значения равны 1 (0 дБ) на всех частотах.

sigma(fact)

Figure contains an axes. The axes contains 2 objects of type line. This object represents fact.

Подтвердить, что факторы удовлетворяют sys = Ml\Nl исследуя сингулярные значения обоих.

sigma(sys,'b-',Ml\Nl,'r--')

Figure contains an axes. The axes contains 4 objects of type line. These objects represent sys, untitled1.

Входные аргументы

свернуть все

Система ввода для факторизации, заданная как динамическая модель системы, например state-space (ss) модель. Если sys - обобщённая модель состояния-пространства с неопределёнными или настраиваемыми блоками конструкции управления, тогда функция использует номинальное или текущее значение этих элементов. sys не может быть frd модель или модель с временными задержками.

Выходные аргументы

свернуть все

Минимальная реализация [Ml,Nl], возвращенный как модель пространства состояний. fact является стабильной, а его частотная характеристика является ортогональной матрицей на всех частотах. Если sys имеет p результаты и m входы, затем fact имеет p результаты и m+p входные данные. fact имеет то же количество состояний, что и sys.

Левые параллельные коэффициенты sys, возвращенные как модели пространства состояний. Если sys имеет p результаты и m входные данные, затем:

  • Ml имеет p результаты и p входные данные.

  • Nl имеет p результаты и m входные данные.

Оба фактора имеют то же количество состояний, что и sys и то же самое A и C матрицы как fact.

Совет

  • fact является минимальной реализацией [Ml,Nl]. Если вам нужно использовать [Ml,Nl] или [Ml,Nl]' в вычислениях лучше использовать fact чем объединять факторы самостоятельно. Такая ручная конкатенация приводит к дополнительным (не минимальным) состояниям, что может привести к снижению числовой точности.

См. также

| |

Представлен в R2019a