Fixed-Point State-Space

Реализуйте пространство состояний дискретного времени

расширьте все на странице

Библиотека:
Simulink / Additional Math & Discrete / Дополнительный Дискретный

Описание

Блок Fixed-Point State-Space реализует систему, описанную

$y (n) = C x (n) + D u (n)$

$x (n + 1) = A x (n) + B u (n)$

где u является входом, x является состоянием, и y является выход. Оба уравнения имеют совпадающий тип данных.

A должен быть n-by-n матрица, где n является количеством состояний.
B должен быть n-by-m матрица, где m является количеством входных параметров.
C должен быть r-by-n матрица, где r является количеством выходных параметров.
D должен быть r-by-m матрица.

Кроме того:

Состоянием x должен быть n-by-1 вектор.
Вход необходимо быть m-by-1 вектор.
Выходом y должен быть r-by-1 вектор.

Блок принимает вход того и генерирует тот выход. Ширина входного вектора является количеством столбцов в матриц D и B. Ширина выходного вектора является количеством строк в матрицах D и C. Чтобы задать вектор начального состояния, используйте параметр Initial conditions.

Порты

Входной параметр

развернуть все

`Port_1` — Входной сигнал
скаляр | вектор | матрица

Входной вектор, где ширина равняется количеству столбцов в матриц D и B. Для получения дополнительной информации см. Описание.

Вывод

развернуть все

`Port_1` — Выходной сигнал
скаляр | вектор | матрица

Выходной сигнал, с шириной равняются количеству строк в матрицах D и C. Для получения дополнительной информации см. Описание.

Параметры

развернуть все

Основной

`State Matrix A` — Матрица состояний
[2.6020 -2.2793 0.6708; 1 0 0; 0 1 0] (значение по умолчанию) | скаляр | вектор | матрица

Задайте матрицу состояний как n-by-n матрица действительных или комплексных чисел, где n является количеством состояний. Для получения дополнительной информации о коэффициентах матрицы см. Описание.

Программируемое использование

Параметры блоков: A

Ввод: символьный вектор

Значения: скаляр | вектор | матрица

Значение по умолчанию: '[2.6020 -2.2793 0.6708; 1 0 0; 0 1 0]'

`Input Matrix B` — Вектор-столбец входных параметров
[ 1; 0; 0] (значение по умолчанию) | скаляр | вектор | матрица

Задайте вектор-столбец входных параметров как n-by-m матрица действительных или комплексных чисел, где n является количеством состояний, и m является количеством входных параметров. Для получения дополнительной информации о коэффициентах матрицы см. Описание.

Программируемое использование

Параметры блоков: B

Ввод: символьный вектор

Значения: скаляр | вектор | матрица

Значение по умолчанию: '[ 1; 0; 0]'

`Output Matrix C` — Вектор-столбец выходных параметров
[0.0184 0.0024 0.0055] (значение по умолчанию) | скаляр | вектор | матрица

Задайте вектор-столбец выходных параметров как r-by-n матрица действительных или комплексных чисел, где r является количеством выходных параметров, и n является количеством состояний. Для получения дополнительной информации о коэффициентах матрицы см. Описание.

Программируемое использование

Параметры блоков: C

Ввод: символьный вектор

Значения: скаляр | вектор | матрица

Значение по умолчанию: '[0.0184 0.0024 0.0055]'

`Direct Feedthrough Matrix D` — Матрица для прямого сквозного соединения
[0.0033] (значение по умолчанию) | скаляр | вектор | матрица

Задайте матрицу для прямого сквозного соединения как r-by-m матрица действительных или комплексных чисел, где r является количеством выходных параметров, и m является количеством входных параметров. Для получения дополнительной информации о коэффициентах матрицы см. Описание.

Программируемое использование

Параметры блоков: D

Ввод: символьный вектор

Значения: скаляр | вектор | матрица

Значение по умолчанию: '[0.0033]'

`Initial condition for state` — Вектор начального состояния
0.0 (значение по умолчанию) | скаляр | вектор | матрица

Задайте начальное условие для состояния.

Ограничения

Начальным состоянием не может быть inf или NaN.

Программируемое использование

Параметры блоков: X0

Ввод: символьный вектор

Значения: скаляр | вектор | матрица

Значение по умолчанию: '0.0'

Атрибуты сигнала

`Data type for internal calculations` — Тип данных для внутренних вычислений
`fixdt('double')` (значение по умолчанию) | строка типа данных

Задайте тип данных использование блока для внутренних вычислений.

Программируемое использование

Параметры блоков: InternalDataType

Ввод: символьный вектор

Значения: строка типа данных

Значение по умолчанию: 'fixdt('double')'

`Scaling for State Equation AX+BU` — Масштабирование для уравнений состояния
2^0 (значение по умолчанию) | скаляр

Задайте масштабирование для уравнения состояния AX+BU.

Программируемое использование

Параметры блоков: StateEqScaling

Ввод: символьный вектор

Значения: скаляр

Значение по умолчанию: '2^0'

`Scaling for Output Equation CX+DU` — Масштабирование для выходных уравнений
2^0 (значение по умолчанию) | скаляр

Задайте масштабирование для выходного уравнения CX+DU.

Программируемое использование

Параметры блоков: InternalDataType

Ввод: символьный вектор

Значения: скаляр

Значение по умолчанию: '2^0'

`Lock output data type setting against changes by the fixed-point tools` — Препятствуйте тому, чтобы Fixed-Point Tool заменили типы данных
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Выберите, чтобы заблокировать установку типа выходных данных этого блока против изменений Fixed-Point Tool и Советником Фиксированной точки. Для получения дополнительной информации смотрите, что Тип Выходных данных Блокировки Использования Устанавливает (Fixed-Point Designer).

Программируемое использование

Параметры блоков: LockScale

Ввод: символьный вектор

Значения: 'off' | 'on'

Значение по умолчанию: 'off'

`Integer rounding mode` — Режим Rounding для операций фиксированной точки
`Floor` (значение по умолчанию) | `Ceiling` | `Convergent` | `Nearest` | `Round` | `Simplest` | `Zero`

Задайте округляющийся режим для операций фиксированной точки. Для получения дополнительной информации смотрите Округление (Fixed-Point Designer).

Программируемое использование

Параметры блоков: RndMeth

Ввод: символьный вектор

Значение по умолчанию: 'Floor'

`Saturate to max or min when overflows occur` — Метод действия переполнения
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Когда вы устанавливаете этот флажок, переполнение насыщает к максимальному или минимальному значению, которое может представлять тип данных. В противном случае переполнение переносится.

Когда вы устанавливаете этот флажок, насыщение применяется к каждой внутренней операции на блоке, не только выходу или результату. В общем случае процесс генерации кода может обнаружить, когда переполнение не возможно. В этом случае генератор кода не производит код насыщения.

Программируемое использование

Параметры блоков: DoSatur

Ввод: символьный вектор

Значения: 'off' | 'on'

Значение по умолчанию: 'off'

Примеры модели

Пространство состояний фиксированной точки

Демонстрационные реализации реализации пространства состояний фиксированной точки со сравнением с реализациями с плавающей точкой.

Характеристики блока

Типы данных	`Boolean^[a]` \| `double` \| `fixed point` \| `integer` \| `single`
Прямое сквозное соединение	`no`
Многомерные сигналы	`no`
Сигналы переменного размера	`yes`
Обнаружение пересечения нулем	`no`
^[a] Этот блок не рекомендуется для использования с булевыми сигналами.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Генерация HDL-кода
Сгенерируйте Verilog и код VHDL для FPGA и проекты ASIC с помощью HDL Coder™.

HDL Coder™ обеспечивает дополнительные параметры конфигурации, которые влияют на реализацию HDL и синтезируемую логику.

Архитектура HDL

Этот блок имеет одну, архитектуру HDL по умолчанию.

Свойства блока HDL

Если вы используете блок в режиме умножения матриц, можно задать DotProductStrategy. Эта установка определяет, хотите ли вы реализовать умножение матриц при помощи дерева сумматоров и множителей, или использовать реализацию блока Multiply - Accumulate. Значением по умолчанию является Fully Parallel.

Примечание

DotProductStrategy должен быть установлен в Fully Parallel когда вы используете Native Floating Point режим.

Для получения дополнительной информации смотрите DotProductStrategy (HDL Coder).

Общий
ConstrainedOutputPipeline	Количество регистров, чтобы поместить при выходных параметрах путем перемещения существующих задержек в рамках проекта. Распределенная конвейеризация не перераспределяет эти регистры. `Значением по умолчанию является 0`. Для получения дополнительной информации смотрите ConstrainedOutputPipeline (HDL Coder).
DSPStyle	Синтез приписывает для отображения множителя. Значением по умолчанию является `none`. См. также DSPStyle (HDL Coder).
InputPipeline	Количество входных настроек канала связи, чтобы вставить в сгенерированный код. Распределенная конвейеризация и ограниченная выходная конвейеризация могут переместить эти регистры. `Значением по умолчанию является 0`. Для получения дополнительной информации смотрите InputPipeline (HDL Coder).
OutputPipeline	Количество выходных настроек канала связи, чтобы вставить в сгенерированный код. Распределенная конвейеризация и ограниченная выходная конвейеризация могут переместить эти регистры. `Значением по умолчанию является 0`. Для получения дополнительной информации смотрите OutputPipeline (HDL Coder).

Документация

Fixed-Point State-Space

Описание

Порты

Входной параметр

Port_1 — Входной сигнал скаляр | вектор | матрица

Вывод

Port_1 — Выходной сигнал скаляр | вектор | матрица

Параметры

Основной

State Matrix A — Матрица состояний[2.6020 -2.2793 0.6708; 1 0 0; 0 1 0] (значение по умолчанию) | скаляр | вектор | матрица

Программируемое использование

Input Matrix B — Вектор-столбец входных параметров[ 1; 0; 0] (значение по умолчанию) | скаляр | вектор | матрица

Программируемое использование

Output Matrix C — Вектор-столбец выходных параметров[0.0184 0.0024 0.0055] (значение по умолчанию) | скаляр | вектор | матрица

Программируемое использование

Direct Feedthrough Matrix D — Матрица для прямого сквозного соединения[0.0033] (значение по умолчанию) | скаляр | вектор | матрица

Программируемое использование

Initial condition for state — Вектор начального состояния0.0 (значение по умолчанию) | скаляр | вектор | матрица

Ограничения

Программируемое использование

Атрибуты сигнала

Data type for internal calculations — Тип данных для внутренних вычислений fixdt('double') (значение по умолчанию) | строка типа данных

Программируемое использование

Scaling for State Equation AX+BU — Масштабирование для уравнений состояния2^0 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Scaling for Output Equation CX+DU — Масштабирование для выходных уравнений2^0 (значение по умолчанию) | скаляр

Программируемое использование

Lock output data type setting against changes by the fixed-point tools — Препятствуйте тому, чтобы Fixed-Point Tool заменили типы данных off (значение по умолчанию) | on

Программируемое использование

Integer rounding mode — Режим Rounding для операций фиксированной точки Floor (значение по умолчанию) | Ceiling | Convergent | Nearest | Round | Simplest | Zero

Программируемое использование

Saturate to max or min when overflows occur — Метод действия переполнения off (значение по умолчанию) | on

Программируемое использование

Примеры модели

Пространство состояний фиксированной точки

Характеристики блока

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++ Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Генерация HDL-кода Сгенерируйте Verilog и код VHDL для FPGA и проекты ASIC с помощью HDL Coder™.

Преобразование фиксированной точки Спроектируйте и симулируйте системы фиксированной точки с помощью Fixed-Point Designer™.

Смотрите также

Темы

Документация Simulink

Поддержка

`Port_1` — Входной сигнал
скаляр | вектор | матрица

`Port_1` — Выходной сигнал
скаляр | вектор | матрица

`State Matrix A` — Матрица состояний
[2.6020 -2.2793 0.6708; 1 0 0; 0 1 0] (значение по умолчанию) | скаляр | вектор | матрица

`Input Matrix B` — Вектор-столбец входных параметров
[ 1; 0; 0] (значение по умолчанию) | скаляр | вектор | матрица

`Output Matrix C` — Вектор-столбец выходных параметров
[0.0184 0.0024 0.0055] (значение по умолчанию) | скаляр | вектор | матрица

`Direct Feedthrough Matrix D` — Матрица для прямого сквозного соединения
[0.0033] (значение по умолчанию) | скаляр | вектор | матрица

`Initial condition for state` — Вектор начального состояния
0.0 (значение по умолчанию) | скаляр | вектор | матрица

`Data type for internal calculations` — Тип данных для внутренних вычислений
`fixdt('double')` (значение по умолчанию) | строка типа данных

`Scaling for State Equation AX+BU` — Масштабирование для уравнений состояния
2^0 (значение по умолчанию) | скаляр

`Scaling for Output Equation CX+DU` — Масштабирование для выходных уравнений
2^0 (значение по умолчанию) | скаляр

`Lock output data type setting against changes by the fixed-point tools` — Препятствуйте тому, чтобы Fixed-Point Tool заменили типы данных
`off` (значение по умолчанию) | `on`

`Integer rounding mode` — Режим Rounding для операций фиксированной точки
`Floor` (значение по умолчанию) | `Ceiling` | `Convergent` | `Nearest` | `Round` | `Simplest` | `Zero`

`Saturate to max or min when overflows occur` — Метод действия переполнения
`off` (значение по умолчанию) | `on`

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью Simulink® Coder™.

Генерация HDL-кода
Сгенерируйте Verilog и код VHDL для FPGA и проекты ASIC с помощью HDL Coder™.

Преобразование фиксированной точки
Спроектируйте и симулируйте системы фиксированной точки с помощью Fixed-Point Designer™.