Блок модели динамического объекта Discrete State-Space Назначение: Блок создает динамический объект, описываемый уравнениями в пространстве состояний:
,
где
x – вектор состояния,
u – вектор входных воздействий,
y – вектор выходных сигналов,
A, B, C, D - матрицы: системы, входа, выхода и обхода, соответственно,
n – номер шага моделирования.
Размерность матриц показана на рис. 9.4.9 (n – количество переменных состояния, m – число входных сигналов, r – число выходных сигналов).
Рисунок 6.1. Размерность матриц блока Discrete State-Space Параметры: A –Матрица системы.
B – Матрица входа.
C – Матрица выхода
D – Матрица обхода
Initial condition – Вектор начальных условий.
Sample time — Шаг дискретизации по времени.
На рисунке 6.2 показан пример моделирования динамического объекта с помощью блока Discrete State-Space.
Рисунок 6.2. Пример использования блока Discrete State-Space.
Практическая часть
Напишем скрипт программы с использованием экстраполятора нулевого порядка:
clc
clear
N=30;
w_raz=tf([N/8 N],[(20+N) (35+N) (20+N) 1]) %задаем передаточную функцию разомкнутой системы
w_zam=feedback(w_raz,1) % находим передаточную функцию замкнутой системы
T=0.5 % T-период квантавания
% T-период квантавания
ww_raz_d=c2d(w_raz,T,'zoh') % Перейдем от непрерывной системы к дискретной
ww_zam_d=c2d(w_zam,T,'zoh') % Перейдем от непрерывной системы к дискретной
step(w_raz,ww_raz_d) % Построение переходных характеристик для непрерывной и дискретной моделей
figure(2)
step(w_zam,ww_zam_d)
w_raz =
3.75 s + 30
--------------------------
50 s^3 + 65 s^2 + 50 s + 1
Continuous-time transfer function.
w_zam =
3.75 s + 30
------------------------------
50 s^3 + 65 s^2 + 53.75 s + 31
Continuous-time transfer function.
ww_raz_d =
0.01806 z^2 + 0.03433 z + 0.001619
----------------------------------
z^3 - 2.341 z^2 + 1.865 z - 0.522
Sample time: 0.5 seconds
Discrete-time transfer function.
ww_zam_d =
0.01803 z^2 + 0.03428 z + 0.001619
----------------------------------
z^3 - 2.298 z^2 + 1.876 z - 0.522
Sample time: 0.5 seconds
Discrete-time transfer function.
Рисунок 1 – Переходная характеристика для разомкнутой системы
Рисунок 2 – Переходная характеристика для замкнутой системы
2.2 Анализ устойчивости объекта управления (дискретная система)