Файл: Элементы математического моделирования в программных средах MATLAB 5 и Scilab (Андриевский Фрадков).pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.04.2024

Просмотров: 417

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

dss

 

-

описание модели в дескрипторной форме;

filt

 

- описание дискретных передаточных

функций в

 

 

 

форме цифровых фильтров (11Ф);

 

ltiprops - свойства ЛС-системы.

 

Извлечение данных

 

 

ssdata

 

-

доступ к данным в форме уравнений

состояния;

zpkdata - доступ к НПК-данным;

 

tfdata

 

-

доступ к данным в виде передаточной функции;

dssdata

 

-

доступ к данным в дескрипторной форме.

Характеристики моделей

 

class

 

-

класс объекта;

 

 

size

 

-

размерности вход-выход-состояние ЛС-модели;

isempty

 

-

"истинно" для пустых матриц и/или

ЛС-систем;

isct

 

-

"истинно" для систем непрерывного времени;

isdt

 

-

"истинно" для систем непрерывного времени;

isproper

 

-

"истинно" для собственных систем;

 

issiso

 

-

"истинно" для SISO-систем;

 

isa

 

-

"истинно", если объект принадлежит к заданному

 

 

 

классу;

 

 

isobject

 

-

"истинно" для

объектов.

 

Преобразования

 

 

c2d

 

-

дискретизация

модели;

 

d2c

 

-

континуализация модели;

 

d2d

 

-

изменение периода дискретности, задание запаз-

 

 

 

дываний по входам;

 

inv

 

- обращение ЛС-системы.

 

Анализ динамических свойств систем

 

pole

-

 

вычисление полюсов ЛС-систем;

 

eig

-

 

собственные значения и собственные векторы;

tzero

-

 

получение нулей ЛС-систем;

 

pzmap -

 

расположение полюсов и нулей ЛС-систем;

223


dcgain - статический коэффициент передачи JIC-систем;

norm

-

нормы ЛС-систем;

 

 

 

covar

-

матрица ковариаций реакции ЛС-системы на бе-

 

 

лый шум;

 

 

 

 

 

damp

-

собственные частоты и коэффициенты демпфиро-

 

 

вания для полюсов ЛС-систем;

 

esort

-

сортировка

комплексных

собственных

значений

 

 

непрерывных систем;

 

 

 

dsort

-

сортировка

комплексных

собственных

значений

 

 

дискретных

систем;

 

 

 

pade

-

аппроксимация

временного

запаздывания по

 

 

Паде.

 

 

 

 

 

Модели в уравнениях

состояния

 

 

rss

 

-

 

устойчивая непрерывная система со случайными

 

 

 

 

параметрами;

 

 

 

 

drss

 

-

устойчивая дискретная

система со

случайными

 

 

 

 

параметрами;

 

 

 

 

ss2ss

 

-

 

преобразование базиса уравнений состояния;

canon

 

-

 

канонические формы уравнений состояния;

jordan

 

-

 

каноническая форма Жордана;

 

ctrb

 

-

 

матрица управляемости;

 

 

 

ctrbf

 

-

 

лестничная форма управляемости;

 

obsv

 

-

 

матрица наблюдаемости;

 

 

obsvf

 

-

 

лестничная форма наблюдаемости;

 

gram

 

-

 

грамианы управляемости и наблюдаемости;

ssbal

 

-

 

балансировка уравнений состояния модели мето-

 

 

 

 

дом диагонализации;

 

 

 

balreal

 

-

 

балансировка уравнений состояния модели через

 

 

 

 

грамиан;

 

 

 

 

 

compbal

-

 

балансировка уравнений состояния SIMO-систем

 

 

 

 

в сопровождающей форме;

 

 

modred

 

-

 

понижение порядка модели;

 

minreal

 

-

минимальная

реализация

и сокращение нулей и

 

 

 

 

полюсов;

 

 

 

 

 

augstate -

добавление состояний к выходам модели в про-

 

 

 

 

странстве

состояний.

 

 

 

224


Временные характеристики

step

-

 

переходная функция JIC-системы;

impulse - весовая функция ЛС-системы;

initial

-

 

реакция на начальные условия для моделей в

 

 

 

уравнениях

состояния;

lsim

-

 

моделирование ЛС-системы при произвольном

 

 

 

входном воздействии;

ltiwiew

-

открытие графического пользовательского ин-

 

 

 

терфейса для временных характеристик в ЛС-

 

 

 

тул боксе (LTI Toolbox);

gensig

-

 

генератор периодических сигналов для расчета

 

 

 

временных характеристик по lsim;

stepfun - единичная ступенчатая функция.

Частотные характеристики

bode

-

 

характеристики Боде (ЛАФЧХ) для ЛС-систем;

sigma

-

 

частотная характеристика сингулярных чисел ;

nyquist

-

 

частотная характеристика Найквиста;

nichols

-

 

диаграмма

Никольса;

evalfr

-

 

частотные характеристики на заданной частоте;

freqresp - частотные характеристики ЛС-системы;

margin

-

 

запасы устойчивости по усилению, по фазе и

 

 

 

частоты пересечений.

Соединения систем

 

append

 

-

группировка ЛС-систем присоединением входов

 

 

 

и выходов;

 

parallel

 

-

параллельное соединение двух ЛС-систем;

series

 

-

последовательное соединение двух ЛС-систем;

feedback

-

соединение двух систем с обратной связью;

star

 

- соединение "звездой" ЛС-систем;

connect

 

- приведение

модели в уравнениях состояния к

 

 

 

структурным соединениям.

Классические методы синтеза систем управления

rlocus

-

 

корневой годограф;

rlocfind

-

определение коэффициентов усиления по задан-

 

 

 

ным корням характеристического многочлена;

8 Б. Р. Андриевский и др.

225

 


acker

-

вычисление матрицы обратной связи по формуле

 

 

Аккермана

(Аскегтапп);

place

- вычисление

матрицы обратной связи по задан-

 

 

ным полюсам;

estim

- вычисление

коэффициента передачи наблюдате-

 

 

ля;

 

destim

-

построение дискретного фильтра Калмана;

reg

-

формирование регулятора в виде обратной связи

 

 

по состоянию и наблюдателя.

Методы синтеза линейно-квадратичных оптимальных регуляторов

lqr

-

линейно-квадратичный

регулятор для

непрерыв-

 

 

ных систем;

 

 

 

dlqr

-

линейно-квадратичный

регулятор для

дискрет-

 

 

ных систем;

 

 

 

dreg

-

линейно-квадратичный гауссовский регулятор

 

 

для дискретных систем;

 

 

 

lqry

-

ЛК-регулятор со взвешиванием выходов;

 

dlqry

-

ЛК-регулятор со взвешиванием выходов для дис-

 

 

кретных систем;

 

 

 

lqrd

-

дискретный ЛК-регулятора с непрерывной функ-

 

 

цией потерь;

 

 

 

dlqe

-

синтез фильтра Калмана для дискретных

систем;

dlqew

-

синтез фильтра Калмана для дискретных

систем

 

 

с влиянием возмущения на выход;

 

 

kalman - непрерывный или дискретный фильтр Калмана;

lqe

- синтез фильтра Калмана для непрерывных

 

систем;

lqed

- синтез дискретного фильтра Калмана по непре-

 

рывной функции потерь;

lqew

- синтез фильтра Калмана для непрерывных си-

 

стем с прямой связью по возмущению;

lqgreg

- синтез линейно-квадратичного гауссовского ре-

 

гулятора.

226


Решение матричных уравнений

 

 

 

lyap

-

решение

непрерывного

матричного

уравнения

 

 

Ляпунова;

 

 

 

dlyap

-

решение

дискретного

матричного

уравнения

 

 

Ляпунова;

 

 

 

саге

-

решение

алгебраического

уравнения

Риккати

 

 

для непрерывных систем;

 

 

dare

-

решение

алгебраического

уравнения

Риккати

 

 

для дискретных систем;

 

 

 

condcig -

числа обусловленности для собственных значе-

 

 

ний матрицы.

 

 

 

D.2. Идентификация систем

В данном параграфе перечисляются программы, составляющие тулбокс SYSTEM IDENTIFICATION системы MATLAB 5, предназначенные для решения задач параметрической и непараметрической идентификации линейных динамических систем. Программы тулбокса разработаны шведским ученым Л. Льюнгом [58, 139, 140].

Моделирование и предсказание

idsim

-

моделирование динамической системы;

ре

-

ошибки предсказания;

poly2th

-

формирование "тета-матрицы" по заданным

 

 

многочленам;

predict

-

предсказание на т шагов.

Действия с данными

dtrend

-

устранение трендов из наборов данных;

idfilt

-

фильтрация данных фильтром Баттерворта (But-

 

 

terworth);

idinput

-

генерация входных сигналов для идентификации;

idresamp

-

изменение частоты отсчета данных.

227