Создание моделей в дискретном времени

В этом примере показано, как создать линейные модели в дискретном времени с помощью tf, zpk, ss, и frd команды.

Определение моделей в дискретном времени

Control System Toolbox™ позволяет вам создавать как модели непрерывного времени, так и модели дискретного времени. Синтаксис для создания моделей в дискретном времени аналогичен синтаксису для моделей в непрерывном времени, за исключением того, что вы также должны предоставить шаг расчета (интервал дискретизации в секундах).

Для примера, чтобы задать передаточную функцию в дискретном времени:

H(z)=z-1z2-1.85z+0.9

с периодом дискретизации Ts = 0.1 s, тип:

num = [ 1  -1 ];
den = [ 1  -1.85  0.9 ];
H = tf(num,den,0.1)
H =
 
        z - 1
  ------------------
  z^2 - 1.85 z + 0.9
 
Sample time: 0.1 seconds
Discrete-time transfer function.

или эквивалентно:

z = tf('z',0.1);
H = (z - 1) / (z^2 - 1.85*z + 0.9);

Точно так же, чтобы задать модель пространства состояний в дискретном времени:

x[k+1]=0.5x[k]+u[k]

y[k]=0.2x[k].

с периодом дискретизации Ts = 0.1 s, тип:

sys = ss(.5,1,.2,0,0.1);

Распознавание систем дискретного времени

Существует несколько способов определить, является ли ваша модель LTI дискретной:

  • Отображение показывает ненулевое значение шага расчета

  • sys.Ts или get(sys,'Ts') возвращает ненулевое значение шага расчета.

  • isdt(sys) возвращает true.

Для примера, для передаточной функции H указанный выше,

H.Ts
ans = 0.1000
isdt(H)
ans = logical
   1

Можно также определить системы в дискретном времени, ища следующие признаки:

  • Графики отклика - Кривая отклика имеет вид лестницы из-за характера выборочных данных

  • Диаграммы Боде - существуют вертикальная планка, помечающая частоту Нюквиста (pi, разделенная на шаг расчета).

Следующие графики показывают эти характерные признаки:

step(H)

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

bode(H), grid

Figure contains 2 axes. Axes 1 contains an object of type line. This object represents H. Axes 2 contains an object of type line. This object represents H.