Представление начальных условий для линейных инвариантных по времени систем
Система координат initialCondition
объект инкапсулирует информацию о начальных условиях для линейной инвариантной по времени модели (LTI). Объект обобщает числовое векторное представление начальных состояний модели пространства состояний так, чтобы информация применялась к линейным моделям любой формы - передаточным функциям, полиномиальным моделям или моделям пространства состояний.
Можно оценить и извлечь начальные условия, когда вы идентифицируете линейную модель с помощью команд, таких как tfest
или сравните реакцию модели к измеренным входным/выходным данным используя compare
. Программа оценивает начальное значение условия путем минимизации ошибки симуляции или предсказания относительно измеренных выходных данных. Затем можно применить эти начальные условия в последующей симуляции, используя такие команды, как sim
или predict
, чтобы подтвердить производительность модели относительно тех же данных измерений. Используйте initialCondition
команда для создания initialCondition
объект из спецификации модели пространства состояний или из любой модели LTI свободного отклика.
The initialCondition
объект может также рассматриваться как представление свободной характеристики линейной модели. Функции симуляции используют эту информацию, чтобы вычислить ответ модели следующим образом:
Вычислите принудительный ответ модели на входной сигнал. Принудительный ответ является стандартным выходом симуляции, когда нет заданных начальных условий.
Вычислите импульсную характеристику модели и масштабируйте результат, чтобы сгенерировать свободную реакцию модели на заданные начальные условия.
Добавьте принудительный ответ и свободный ответ вместе, чтобы сформировать общий отклик системы.
Рисунок иллюстрирует этот процесс.
Для непрерывных систем (Ts = 0) G свободного отклика (s) для вектора начального состояния x0 является
Здесь C эквивалентно матрице измерений пространства состояний C а A эквивалентно матрице состояний A.
Для дискретных систем (Ts > 0) свободный G отклика (z) является
The initialCondition
объект представляет свободный ответ в форме пространства состояний. Объект является структурой со свойствами, содержащими A пространства состояний и C матрицы и x0 вектора начального состояния. Для idtf
и idpoly
моделирует, используя initialCondition
объект является единственным способом представления и использования начальных условий для симуляции. Для idss
модели, можно использовать любой из initialCondition
объект или числовой вектор начального состояния. Когда вы получаете начальные условия ic
для мультиэкспериментных данных, ic
- объектный массив, с одним initialCondition
объект для каждого эксперимента.
Можно получить initialCondition
объект одним из четырех способов.
Оценка модели - задайте, что функция оценки возвращает предполагаемое начальное условие, которое соответствует входным/выходным данным оценки. Например, для получения предполагаемого начального условия можно использовать следующую команду ic
для модели передаточной функции sys
который оценивается с помощью входных/выходных данных z
.
[sys,ic] = tfest(z,2,1)
Сравнение модели с данными с использованием любых входных/выходных данных - задайте, что compare
возвращает предполагаемое начальное условие, которое функция оценивает внутренне для поддержки fit
оценка. Например, для получения начального условия можно использовать следующую команду ic
для линейной модели sys
при определении подгонки входным/выходным данным z
. yp
- моделируемая или предсказанный выход модели.
[yp,fit,ic] = compare(z,sys)
Прямая конструкция - Использование initialCondition
команда, чтобы инкапсулировать форму пространства состояний модели свободного отклика в initialCondition
объект.
ic = initialCondition(A,X0,C,Ts)
Преобразование модели свободного отклика - Используйте initialCondition
команда для преобразования модели свободного отклика LTI в initialCondition
объект.
ic = initialCondition(G)
Например, см. Пример модели свободного отклика в объект initialCondition.
Для получения информации о функциях можно использовать, чтобы извлечь информацию из или преобразовать initialCondition
объекты, см. Функции объекта.
создает ic
= initialCondition(A,X0,C,Ts)initialCondition
объект, который представляет свободную реакцию на начальное условие, выраженную в форме пространства состояний, модели LTI.
ic
хранит эту модель в виде свойств. A
и C
соответствуют реализации модели в пространстве состояний, X0
в вектор x0 начального состояния и Ts
во шаг расчета. Можно использовать ic
для определения начальных условий при симуляции любого типа системы LTI.
Функции, применимые к initialCondition
объекты являются объектами, которые могут возвращать, использовать или преобразовывать объекты.
Роль начального условия (IC) | Тип функции LTI | Пример синтаксиса | Примеры ссылок |
---|---|---|---|
Возврат предполагаемых объектов ИС | Все функции оценки, compare | [sys,ic] = tfest(data,2,1) | Получение предполагаемых начальных условий |
Используйте объекты IC для отклика модели | Наборы опций для функций отклика модели | opt = simOptions('InitialCondition',ic) | Применение начальных условий в симуляции |
Преобразуйте объекты IC в динамические системные модели (DSM) | Функции объекта DSM | g = idtf(ic) | Визуализация свободного ответа на начальное условие |
Анализируйте модели, преобразованные из объектов IC | Функции анализа DSM | y_g = impulse(g) | Визуализация свободного ответа на начальное условие |
compare
| impulse
| polyest
| predict
| predictOptions
| sim
| simOptions
| ssest
| tfest