exponenta event banner

rncf

Нормализованная параллельная факторизация

Описание

пример

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

sys = NrMr 1, Mr * Mr + Nr * Nr = I.

Здесь Mr * обозначает конъюгат Mr ( см.ctranspose). Возвращенная модель fact представляет собой минимальную реализацию состояния-пространства стабильной системы [Mr; Nr]. Эта факторизация используется в других нормализованных вычислениях коэффициента коприма, таких как уменьшение модели (ncfmr) и синтез контроллера (ncfsyn).

пример

[fact,Mr,Nr] = rncf(sys) также возвращает параллельные коэффициенты Mr и Nr.

Примеры

свернуть все

Вычислите правильную нормализованную параллельную факторизацию системы SISO.

sys = zpk([1 -1+2i -1-2i],[-1 2+1i 2-1i],1);
[fact,Mr,Nr] = rncf(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(Mr)
ans =
 
  0.70711 (s+1) (s^2 - 4s + 5)
  ----------------------------
    (s+1) (s^2 + 3.162s + 5)
 
Continuous-time zero/pole/gain model.
zpk(Nr)
ans =
 
  0.70711 (s-1) (s^2 + 2s + 5)
  ----------------------------
    (s+1) (s^2 + 3.162s + 5)
 
Continuous-time zero/pole/gain model.

Числители факторов Mr и Nr являются знаменателем и числителем sysсоответственно. Таким образом, sys = Nr/Mr. rncf выбирает знаменатели факторов так, что система [Mr (); Nr ()] является единичным вектором на всех частотах. Чтобы подтвердить это свойство факторизации, изучите сингулярные значения fact, что является стабильной минимальной реализацией [Mr (); Nr ()].

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

rng(0); % for reproducibility
sys = rss(3,2,2);
[fact,Mr,Nr] = rncf(sys);

fact является стабильной минимальной реализацией факторизации, [Mr;Nr].

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 = Nr/Mr исследуя сингулярные значения обоих.

sigma(sys,'b-',Nr/Mr,'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 [Mr;Nr], 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 m+p результаты и m входные данные. fact имеет то же количество состояний, что и sys.

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

  • Mr имеет m результаты и m входные данные.

  • Nr имеет p результаты и m входные данные.

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

Совет

  • fact является минимальной реализацией [Mr;Nr]. Если вам нужно использовать [Mr;Nr] или [Mr;Nr]' 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