LTI System

Simulink での線形時不変システム モデル オブジェクトの使用

このページをすべて展開する
  • LTI System block

ライブラリ:
Control System Toolbox

説明

LTI System ブロックでは、線形システム モデル オブジェクトが Simulink® 環境にインポートされます。インポートする LTI モデルは [LTI システム変数] パラメーターで指定します。すべてのタイプのプロパーな線形時不変動的システム モデルをインポートできます。インポートされるシステムが状態空間 (ss) モデルの場合、[Initial states] パラメーターに初期状態値を指定できます。

例

すべて展開する

この例では次を使用します。

モデルを開く

LTISystemBlockSimulation モデルは、LTI System ブロックを使用してステップ入力への SISO 伝達関数の応答をシミュレートする方法を示しています。

LTI System ブロックのモデルを指定するには、LTI システム変数ブロック パラメーターを次のいずれかに設定します。

  • MATLAB® ワークスペースまたはモデル ワークスペースにおける LTI モデルの変数名 (sys など)。

  • LTI モデルとして評価される MATLAB 式 (tf(1,[1 1]) など)。

たとえば、状態空間 (ss) モデル、零点-極-ゲイン (zpk) モデル、または伝達関数 (tf) モデルを指定できます。SISO モデルまたは MIMO モデル、および連続時間モデルまたは離散時間モデルをシミュレートできます。

LTISystemBlockSimulation モデルでは [LTI システム変数] パラメーターが MATLAB 式 tf(1,[1 2 5]) なので、連続時間の SISO 伝達関数が作成されます。指定されたシステムが状態空間 (ss) モデルの場合、[初期状態] パラメーターを使用して初期状態の値を指定できます。

モデルをシミュレートして、結果をスコープで確認します。

この例では、t = 2 秒でのステップ入力へのシステム応答をシミュレートします。LTI System ブロックを使って LTI モデル オブジェクトを Simulink モデル内の任意の場所にインポートし、任意の入力への線形システム応答をシミュレートします。

この例では次を使用します。

モデルを開く

このモデルでは、LTI System ブロックを使用して Simulink® で MIMO 線形システムを表す方法を示します。

LTI System ブロックは、ブロックに MIMO モデルを指定した場合でも、1 つの入力と 1 つの出力をもちます。この場合、ブロックの入力と出力はベクトル信号になります。たとえば、モデル LTISystemBlockMIMO は、LTI System ブロックを使用して制御システムの MIMO プラントを表現します。

このモデルでは、ブロックで指定された LTI システムは、モデル ワークスペースに保存されている 2 出力 2 入力の伝達関数モデル Gm です。Mux ブロックは、2 つのコントローラー出力を LTI System ブロック入力のために 1 つのベクトル信号に組み合わせます。同様に、Demux ブロックは、LTI System ブロックのベクトル出力を 2 つのスカラー信号に分離します。

モデルをシミュレートして、結果をスコープで確認します。

この例は、閉ループ システム応答を、最初の入力では t = 50 秒のステップでシミュレートし、2 番目の入力では t = 150 秒のステップでシミュレートします。LTI システム ブロックは、LTI システムを Simulink モデルに挿入するために任意の場所で使用できます。

端子

入力

すべて展開する

単入力の LTI システムの場合、入力信号はスカラーです。複数入力のシステムの場合、次のようなブロックを使用してシステム入力を 1 つのベクトル信号に組み合わせます。

出力

すべて展開する

単出力の LTI システムの場合、出力信号はスカラーです。複数出力のシステムの場合、出力信号はベクトルです。システム出力をスカラー信号に分割するには、次のようなブロックを使用します。

パラメーター

すべて展開する

ブロック パラメーターを対話形式で編集するには、プロパティ インスペクターを使用します。Simulink ツールストリップから、[シミュレーション] タブの [準備] ギャラリーで [プロパティ インスペクター] を選択します。

ブロックの線形システムは、MATLAB® ワークスペース、モデル ワークスペースまたはデータ ディクショナリ内の MATLAB 式または変数として指定します。モデルは SISO または MIMO にすることができます。

大半の線形時不変の動的システム モデルがサポートされますが、以下は除きます。

  • frd モデルや genfrd モデルなどの周波数応答データ モデル。

  • idnlarx などの同定された非線形モデル。

  • udyn などのモデル化されていないダイナミクスをもつモデル。

指定するモデルはプロパーでなければなりません (isproper を参照)。

モデルは連続時間または離散時間にすることができます。LTI system ブロックが同期状態制御 (State Control (HDL Coder) ブロックを参照) を使用する Simulink モデル内にある場合は、離散時間モデルを指定しなければなりません。

Simulink は、シミュレーションを初期化する前にモデルをその状態空間の等価物に変換します。

線形システムが状態空間形式の場合、初期状態の値を、システムの状態数と同じ数のエントリをもつベクトルとして指定します。スカラー値を指定すると、ブロックはその値をシステムの各状態に適用します。既定値の [] は、すべての状態をゼロに初期化します。

伝達関数や零点-極-ゲイン モデルなどの状態空間形式ではない線形システムの場合、初期状態の概念の定義が明確でありません。そのようなモデルでは、実現アルゴリズムで使用される状態座標の選択によって初期状態が異なります。その結果、ブロックはそのようなモデルではこのパラメーターを無視します。

線形化ルーチンのパデ近似の次数を設定します。

  • 既定値は 0 です。この場合、動的状態のない 1 のゲインが得られます。

  • 次数を正の整数 n に設定すると、n 個の状態がモデルに追加されますが、遅延のより正確な線形モデルが得られます。

入力チャネルごとに異なる次数を指定するには、正の整数のベクトルを使用します。

拡張機能

すべて展開する

C/C++ コード生成
Simulink® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

バージョン履歴

R2006a より前に導入

すべて展開する

参考