SystemModelMeasurements

SystemModelMeasurements[sspec]

计算系统规范 sspec 的测量属性.

SystemModelMeasurements[sspec,prop]

计算属性 prop.

SystemModelMeasurements[sim,…]

计算 SystemModelSimulationData 对象 sim 的属性.

更多信息和选项

  • SystemModelMeasurements 通常通过测量系统如何响应阶跃输入来实现对系统性能和质量的量化.
  • 测量仅对稳定系统有意义，即有界输入导致有界输出的系统.
  • 系统 sys 可以有以下形式：
  • StateSpaceModel[…]状态空间模型
    TransferFunctionModel[…]传递函数模型
    AffineStateSpaceModel[…]仿射状态空间模型
    NonlinearStateSpaceModel[…]非线性状态空间模型
    DiscreteInputOutputModel[…]离散输入输出模型
    SystemModel[…]一般系统模型
    <|…|>作为 Association 给出的详细系统规范 sspec
  • 系统规范 sspec 可以具有以下键：
  • "Model"sys任何一个有输入的模型
    "SimulationInterval"Automatic模拟区间 {tinit,tfinal}
    "Inputs"All打开 {u1,…} 的输入
    "Outputs"Automatic测量 {y1,…} 的变量
  • 对于具有多个输入的系统，测量是在每次打开一个输入的情况下执行的.
  • 测量属性通常取决于测量输出 y 的初始值 yinit 和最终值 yfinal.
  • 时间属性 prop 包括：
  • "RiseTime"时间 ，使得输出从最终值的 10% 变为 90%
    "DelayTime"时间 ，使得输出达到最终值的 50%
    "TransientTime"时间 ，使得输出瞬变至消退，即对于 ，TemplateBox[{{{y, (, t, )}, -, {y, _, {(, final, )}}}}, Abs]/max_t TemplateBox[{{{y, (, t, )}, -, {y, _, {(, final, )}}}}, Abs]<=0.02
    "SettlingTime"时间 ，使得输出稳定，即对于 ，
    "MinValueTime"时间 tmin，使得输出达到最小值 ymin，即
    "MaxValueTime"时间 tmax，使得输出达到最大值 ymax，即
  • 值的属性 prop 包括：
  • "InitialValue"初始值 yinit，即
    "FinalValue"最终值 yfinal，即
    "MaxOvershootPercent"信号超出 yfinal 的最大百分比，即
    "MaxUndershootPercent"信号超出 yinit 的最大百分比，即
    "MinValue"最小值
    "MaxValue"最大值
    "SettlingMinValue"输出上升后的
  • 最小值
    • ysmin，即对于，
    "SettlingMaxValue"
  • 输出上升后的
  • 最小值
    • ysmax，即对于 ，
  • 响应属性 prop 包括：
  • InterpolatingFunction[…]"Response"响应信号
    "Plot"响应图
  • 可以给出以下选项：
  • Method Automatic测量方法
    ProgressReporting $ProgressReporting控制进度显示
    TargetUnits None测量属性中使用的单位
  • Method 设置采取的形式为 Method{"sub1"val1,…}.
  • Method 子选项 "subi" 包括：
  • "RiseTimeLowerThreshold"0.1上升时间开始时信号变化的分数
    "RiseTimeUpperThreshold"0.9上升时间结束时信号变化的分数
    "DelayTimeThreshold"0.5延迟时间结束时信号变化的分数
    "SettlingTimeThreshold"0.02稳定时间阈值
  • 选项 TargetUnits 控制测量属性中量的单位：
  • None没有单位（默认）
    "Unit"模型中定义的单位
    "DisplayUnit"模型中定义的显示出来的单位
    unit明确的单位
    {unitt,unit}时间和数据的单位

范例

打开所有单元关闭所有单元

基本范例  (3)

计算模型的测量属性：

计算单输出模型的稳定时间：

计算仿真数据的测量属性：

计算仿真变量的上升时间：

范围  (13)

基本用法  (4)

计算 SystemModel 的测量值：

计算 AffineStateSpaceModel 的测量值：

计算离散多输入多输出 StateSpaceModel 的测量值：

计算 SystemModelSimulationData 的测量值：

属性  (5)

计算单输出模型的最大过冲：

计算模型的稳定时间：

计算模型的最大值和最小值：

计算单输出模型的响应：

绘制单输出模型的响应：

系统规范  (4)

指定自定义模拟区间：

指定一组自定义输入以打开：

指定一组自定义变量来测量：

指定要打开的一组自定义输入和要测量的一组自定义变量：

选项  (7)

Method  (3)

设置自定义上升时间阈值：

设置自定义稳定时间阈值：

设置自定义延迟时间阈值：

ProgressReporting  (1)

使用 ProgressReporting 控制进度报告：

TargetUnits  (3)

使用模型中定义的输出单位计算测量值：

使用模型中定义的时间和输出单位计算测量值：

使用自定义时间和输出单位计算测量值：

应用  (7)

基本应用  (4)

研究稳定时间如何随离散时间系统的极点位置而变化：

根据极点位置计算几种不同设计的闭环系统：

计算生成的系统的稳定时间：

显示极点位置和相应的稳定时间：

或者查看实际的阶跃响应：

研究过冲如何随离散时间系统的极点位置变化：

根据极点位置计算几种不同设计的闭环系统：

计算生成的系统的最大过冲：

显示极点位置和相应的最大过冲：

或者查看实际的阶跃响应：

研究稳定时间如何随连续时间系统的极点位置而变化：

根据极点位置计算几种不同设计的闭环系统：

计算生成的系统的设置时间：

显示极点位置和相应的稳定时间：

或者查看实际的阶跃响应：

研究过冲如何随连续时间系统的极点位置而变化：

根据极点位置计算几种不同设计的闭环系统：

计算生成的系统的最大过冲：

显示极点位置和相应的最大过冲：

或者查看实际的阶跃响应：

球和梁  (1)

研究放置在横梁顶部的球的受控系统：

当传递一个输入扭矩时，控制器通过将球移动到一个偏离中心的位置取消它来响应：

取消所有扭矩后，梁的角度回到 0：

计算系统稳定所需的时间：

相机稳定器  (1)

从连接到移动车辆顶部的相机模型开始：

用垂直力扰动对模型进行仿真：

计算相机位置的极值并绘制完整响应：

围绕平衡点线性化模型：

设计控制器：

生成受控模型的闭环系统：

模拟具有相同扰动的闭环系统：

相机振荡现在小了 10 倍：

控制力度在合理范围内：

四旋翼无人机  (1)

从四旋翼无人机模型开始：

设计一个跟踪无人机高度的控制器：

用 EstimatorRegulator 引入观察者并产生闭环系统：

当提供单位阶跃输入作为基准时，无人机会在几秒钟内升高到所需高度：

属性和关系  (2)

测量属性 "Response" 通过 SystemModelSimulate 计算：

使用 UnitStep 作为输入进行仿真并提取响应：

测量属性 "Plot" 通过 SystemModelPlot 计算：

SystemModelPlot 有多个选项可以根据需要自定义绘图：

Wolfram Research (2022)，SystemModelMeasurements，Wolfram 语言函数，https://reference.wolfram.com/language/ref/SystemModelMeasurements.html.

文本

Wolfram Research (2022)，SystemModelMeasurements，Wolfram 语言函数，https://reference.wolfram.com/language/ref/SystemModelMeasurements.html.

CMS

Wolfram 语言. 2022. "SystemModelMeasurements." Wolfram 语言与系统参考资料中心. Wolfram Research. https://reference.wolfram.com/language/ref/SystemModelMeasurements.html.

APA

Wolfram 语言. (2022). SystemModelMeasurements. Wolfram 语言与系统参考资料中心. 追溯自 https://reference.wolfram.com/language/ref/SystemModelMeasurements.html 年

BibTeX

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BibLaTeX

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