Model Reducer
Уменьшите сложность линейных инвариантных по времени моделей (LTI)
Описание
Приложение Model Reducer позволяет вам вычислять приближения высокого порядка моделей. Работа с моделями более низкого порядка может упростить анализ и систему управления. Более простые модели также легче понять и манипулировать. Можно уменьшить модель объекта управления, чтобы сосредоточиться на релевантной динамике перед разработкой контроллера для объекта управления. Или можно использовать снижение сложности модели, чтобы упростить контроллер полного порядка.
Используя любой из следующих методов, Model Reducer помогает вам уменьшить порядок модели при сохранении характеристик модели, важных для вашего приложения:
Сбалансированное усечение - Удалите состояния с относительно небольшими энергетическими вкладами.
Выбор режима - Выбор режимов путем определения интересующей области значений частот.
Упрощение полюса-нуля - устранение отменяющихся или почти отменяющихся пар полюса-нуля.
Model Reducer предоставляет графики отклика и графики ошибок, чтобы помочь гарантировать, что модель пониженного порядка сохраняет важную динамику. Для получения дополнительной информации о снижении сложности модели и о том, почему это полезно, смотрите Основы снижения сложности модели.
Для альтернативы приложению Model Reducer, которое позволяет вам в интерактивном режиме выполнить снижение сложности модели и сгенерировать код для live скрипта, смотрите задачу Reduce Model Order в Live Editor.
Откройте приложение Model Reducer
MATLAB® Панель инструментов: На вкладке Apps, в разделе Control System Design and Analysis, нажмите значок приложения.
Командная строка MATLAB: Ввод
modelReducer.
Примеры
Похожие примеры
Параметры
Вкладка Сбалансированное усечениеModel - В настоящее время выбранная модель для сокращения
имя модели
Укажите модель, которую вы хотите уменьшить, выбрав из выпадающего списка Model. Список включает все модели, находящиеся в данный момент в Data Browser. Чтобы получить модель из рабочего пространства MATLAB в Data Browser, на вкладке Model Reducer нажмите 
Import Model. Можно импортировать любой:
tf,ss, илиzpkмодель, которая является правильной. Модель может быть SISO или MIMO, и непрерывной или дискретной.Модели в непрерывном времени не должны иметь временных задержек. Чтобы уменьшить модель в непрерывном времени с задержками времени, сначала используйте
padeдля аппроксимации временных задержек в качестве динамики модели.Модели в дискретном времени могут иметь задержки времени. Для метода сокращения сбалансированного усечения приложение использует
absorbDelayпреобразовать задержку в полюса в z = 0 перед уменьшением модели. Дополнительные состояния отражены на графике отклика и графике сингулярного значения Ханкеля.
Обобщенная модель, такая как a
genssмодель. Приложение Model Reducer использует текущее или номинальное значение всех блоков системы управления вmodel(см.getValue).
Примечание
Model Reducer принимает, что модуль измерения времени модели (заданная в TimeUnit свойство модели) - секунды. Если ваша модель не имеет TimeUnit = 'seconds', использование chgTimeUnit для преобразования модели в секунды.
Reduced orders - Количество состояний в уменьшенной модели
целочисленный | целочисленный массив
Задайте количество состояний в модели пониженного порядка. Разрешено любое значение, которое находится между количеством нестабильных состояний в модели и количеством состояний в исходной модели. Если вы задаете одно значение, Model Reducer вычисляет и отображает ответы модели этого порядка. Если вы задаете несколько значений, Model Reducer вычисляет модели всех заданных порядков и отображает их отклики на одном графике. Чтобы хранить уменьшенные модели в Data Browser, нажмите.
Для получения дополнительной информации смотрите Снижение сложности модели Сбалансированного усечения.
Пример: 5
Пример: 4:7
Пример: [3,7,10]
Error Bound - Тип привязки к ошибке
absolute (по умолчанию) | relative
Можно выбрать между абсолютной и относительными погрешностями, выбрав соответствующую опцию в Error Bound. Установка значения absolute управляет абсолютной ошибкой при этом устанавливая его на relative управляет относительная погрешность . Относительная погрешность дает лучшее соответствие между частотой, в то время как абсолютная ошибка подчеркивает области с большинством усиления.
Для получения дополнительной информации смотрите Снижение сложности модели Сбалансированного усечения.
Preserve DC Gain - Соответствие усиления постоянного тока уменьшенной модели с исходной моделью
установлен (по умолчанию) | снят
Когда Preserve DC Gain проверяется, усиление постоянного тока уменьшенной модели равняется усилению постоянного тока исходной модели. Когда поведение модели постоянного тока важно в вашем приложении, оставьте эту опцию проверенной. Снимите флажок с опции, чтобы лучше соответствовать поведению с более высокой частотой.
Для получения дополнительной информации смотрите Снижение сложности модели Сбалансированного усечения.
Focus on range - Предельный анализ до заданных частот
снять флажок (по умолчанию) | установить флажок
По умолчанию Model Reducer анализирует сингулярные значения Ханкеля на всех частотах. Ограничение этого анализа определенной частотной области значений полезно, когда вы знаете, что модель имеет режимы вне необходимой области к вашему конкретному приложению. Когда вы применяете предел частоты, Model Reducer определяет, какие состояния являются малоэнергетическими состояниями, чтобы обрезать, на основе их энергетического вклада только в заданную частотную область значений. Focus on range доступна только, когда Error Bound установлено на absolute.
Чтобы ограничить анализ вкладов состояния в конкретную частотную область значений, проверяйте Focus on range. Затем перетащите вертикальные курсоры на графике отклика, чтобы задать интересующие области значений частоты. Кроме того, введите частотную область значений в текстовое поле в качестве вектора формы [fmin,fmax]. Модули rad/TimeUnit, где TimeUnit является TimeUnit свойство модели, которую вы сокращаете.
Model - В настоящее время выбранная модель для сокращения
имя модели
Укажите модель, которую вы хотите уменьшить, выбрав из выпадающего списка Model. Список включает все модели, находящиеся в данный момент в Data Browser. Чтобы получить модель из рабочего пространства MATLAB в Data Browser, на вкладке Model Reducer нажмите Import Model. Можно импортировать любой:
tf,ss, илиzpkмодель, которая является правильной. Модель может быть SISO или MIMO, и непрерывной или дискретной.Модели в непрерывном времени не должны иметь временных задержек. Чтобы уменьшить модель в непрерывном времени с задержками времени, сначала используйте
padeдля аппроксимации временных задержек в качестве динамики модели.Модели в дискретном времени могут иметь задержки времени. Для метода сокращения сбалансированного усечения приложение использует
absorbDelayпреобразовать задержку в полюса в z = 0 перед уменьшением модели. Дополнительные состояния отражены на графике отклика и графике сингулярного значения Ханкеля.
Обобщенная модель, такая как a
genssмодель. Приложение Model Reducer использует текущее или номинальное значение всех блоков системы управления вmodel(см.getValue).
Для получения дополнительной информации смотрите Снижение сложности модели Mode-Selection.
Примечание
Reduce Model Order принимает, что модуль измерения времени модели (заданная в TimeUnit свойство модели) - секунды. Если ваша модель не имеет TimeUnit = 'seconds', использование chgTimeUnit для преобразования модели в секунды.
Lower Cutoff - Самая низкая частота режима
положительная скалярная величина
Введите частоту самой медленной динамики для сохранения в уменьшенной модели. Полюса с естественной частотой ниже этой границы исключаются из уменьшенной модели.
Upper Cutoff - Частота наивысшего режима
положительная скалярная величина
Введите частоту самой быстрой динамики для сохранения в уменьшенной модели. Полюса с естественной частотой выше этой границы исключаются из уменьшенной модели.
Model - В настоящее время выбранная модель для сокращения
имя модели
Укажите модель, которую вы хотите уменьшить, выбрав из выпадающего списка Model. Список включает все модели, находящиеся в данный момент в Data Browser. Чтобы получить модель из рабочего пространства MATLAB в Data Browser, на вкладке Model Reducer нажмите
Import Model. Можно импортировать любой:
tf,ss, илиzpkмодель, которая является правильной. Модель может быть SISO или MIMO, и непрерывной или дискретной.Модели в непрерывном времени не должны иметь временных задержек. Чтобы уменьшить модель в непрерывном времени с задержками времени, сначала используйте
padeдля аппроксимации временных задержек в качестве динамики модели.Модели в дискретном времени могут иметь задержки времени. Для метода сокращения сбалансированного усечения приложение использует
absorbDelayпреобразовать задержку в полюса в z = 0 перед уменьшением модели. Дополнительные состояния отражены на графике отклика и графике сингулярного значения Ханкеля.
Обобщенная модель, такая как a
genssмодель. Приложение Model Reducer использует текущее или номинальное значение всех блоков системы управления вmodel(см.getValue).
Simplification of Pole-Zero Pairs - Допуск на удаление нулей-полюсов
положительная скалярная величина
Установите допуск на удаление нулей-полюсов с помощью ползунка или ввода значения в текстовое поле. Значение определяет, насколько близко полюс и нуль должны быть для Model Reducer, чтобы исключить их из уменьшенной модели. Перемещение ползунка налево или ввод меньшего значения в текстовом поле упрощает модель меньше, отменяя меньше полюсов и нулей. Перемещение ползунка вправо или ввод большего значения упрощает модель больше путем отмены полюсов и нулей, которые находятся дальше друг от друга.
Для получения дополнительной информации см. «Упрощение полюса - ноль».
Программное использование
modelReducer
modelReducer открывает приложение Model Reducer без моделей в Data Browser. Чтобы импортировать модель из рабочего пространства MATLAB, нажмите
Import Model.
modelReducer(model)
model)modelReducer( открывает приложение и импортирует указанную модель LTI. model)model может быть:
tf,ss, илиzpkмодель, которая является правильной. Модель может быть SISO или MIMO, и непрерывной или дискретной.Модели в непрерывном времени не должны иметь временных задержек. Чтобы уменьшить модель в непрерывном времени с задержками времени, сначала используйте
padeдля аппроксимации временных задержек в качестве динамики модели.Модели в дискретном времени могут иметь задержки времени. Для метода сокращения сбалансированного усечения приложение использует
absorbDelayпреобразовать задержку в полюса в z = 0 перед уменьшением модели. Дополнительные состояния отражены на графике отклика и графике сингулярного значения Ханкеля.
Обобщенная модель, такая как a
genssмодель. Приложение Model Reducer использует текущее или номинальное значение всех блоков системы управления вmodel(см.getValue).
modelReducer(model1,...,modelN)
model1,...,modelN)modelReducer( открывает приложение и импортирует указанные модели.model1,...,modelN)
modelReducer(sessionFile)
sessionFile)modelReducer( открывает приложение и загружает ранее сохраненный сеанс. sessionFile)sessionFile - имя файла данных сеанса в текущей рабочей директории или по пути MATLAB.
Чтобы сохранить данные сеансы на диск, в приложении Model Reducer, на вкладке Model Reducer, нажмите
Save Session. Сохранённые данные сеансы включают текущее строение графика и все модели в Data Browser.