RespConfig

R2026b

(非推奨) ステップ応答またはインパルス応答のオプション

R2023a 以降

RespConfig は推奨されません。代わりに、対応する応答関数で名前と値の引数を使用してください。詳細については、非推奨を参照してください。

説明

RespConfig オブジェクトは、ステップ応答 (step、stepplot)、インパルス応答 (impulse、impulseplot)、および初期応答 (initial、initialplot) のプロットオプションを指定するために使用します。

ステップ応答では、次のように構成が適用されます。

SISO の場合
$u (t) = {\begin{matrix} U, & t < T_{0} + T_{d} \\ U + d U, & t \geq T_{0} + T_{d} . \end{matrix}$
MIMO の場合、次のように設定することで j 番目の入力チャネルのステップ応答が取得されます。
$u (t) = {\begin{matrix} U, & t < T_{0} + T_{d} \\ U + d U_{j} * e_{j}, & t \geq T_{0} + T_{d} \end{matrix},$
ここで、e_j は j 番目の基底ベクトルです。

インパルス応答では、次のように構成が適用されます。

$u (t) = U + d U * δ (t - (T_{0} + T_{d}))$

ここで、以下となります。

U はベースライン入力値です。
dU は、入力レベルの U からの相対的な変化です。
T₀ は、開始時間です。
T_d は、変化が発生するまでの T₀ からの相対的な時間です。

作成

構文

respOpt = RespConfig

respOpt = RespConfig(PropertyName=Value)

説明

respOpt = RespConfig は、既定のプロパティ値をもつ応答の構成オブジェクトを作成します。

例

respOpt = RespConfig(PropertyName=Value) は、応答の構成オブジェクトを作成し、1 つ以上の名前と値の引数を使用してそのプロパティを設定します。

例

プロパティ

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`Bias` — ベースライン入力信号値
0 (既定値) | スカラー | ベクトル | `'u0'`

ベースライン入力信号値。スカラーまたはベクトルとして指定します。

単入力システムの場合、Bias はスカラー値です。
多入力システムの場合、Bias は長さ N_u のベクトルです。ここで、N_u は入力チャネルの数です。ベクトルの各値が、その入力チャネルにおける信号値に対応します。関数によって、一度に 1 つずつ、入力チャネルごとに応答が計算されます。
オフセットをもつ状態空間モデルの場合、Bias = 'u0' と設定して、モデルのオフセット u₀、u₀(t) (LTV モデルの場合) または u₀(t,p) (LPV モデルの場合) からのステップまたはインパルスの相対的な変化を適用します。LTV モデルおよび LPV モデルの場合、これは "データ関数" の出力 u0 です。この場合、合計入力信号は u₀ + u(t) になります。

`Amplitude` — 入力レベルの変化
1 (既定値) | スカラー | ベクトル

入力レベルの入力信号バイアスからの相対的な変化。スカラーまたはベクトルとして指定します。

単入力システムの場合、Amplitude はスカラー値です。
多入力システムの場合、Amplitude は長さ N_u のベクトルです。ここで、N_u は入力チャネルの数です。ベクトルの各値が、その入力チャネルにおけるレベルの変化の振幅に対応します。関数によって、一度に 1 つずつ、入力チャネルごとに応答が計算されます。
複素数のシステムの場合、複素数のステップ振幅を指定できます。 (R2025a 以降)

`Delay` — ステップまたはインパルスの遅延
0 (既定値) | 非負のスカラー

入力信号の遅延。非負のスカラー値として指定します。この値は、変化が発生するまでのシミュレーション開始時間 T₀ からの相対的な時間を指定します。

`InitialState` — 初期状態の値
`[]` (既定値) | ベクトル | `'x0'` | `initialCondition` オブジェクト

初期状態の値。ベクトルまたは initialCondition オブジェクトとして指定します。

既定では、入力バイアス U と等しい定数の入力レベルに対して取得される定常状態条件からシミュレーションが開始されます。内部遅延のない状態空間モデルの場合、初期状態 x_init は次を解くことで得られます。

連続時間 — 0 = Ax_init + BU
離散時間 — x_init = Ax_init + BU

別の初期状態からシミュレーションを開始するには、次のいずれかを使用します。

状態空間モデルの場合、InitialState は長さ N_x のベクトルです。ここで、N_x は状態の数です。
オフセットをもつ状態空間モデルの場合、InitialState を 'x0' に設定することもできます。この場合、状態のオフセット値 x₀ (状態空間モデルの場合)、x₀(T₀) (LTV モデルの場合)、または x₀(T₀,p(T₀)) (LPV モデルの場合) が使用されます。LTV モデルおよび LPV モデルの場合、状態のオフセット値は t = T₀ で評価された "データ関数" の出力 x0 です。
idtf (System Identification Toolbox)、idss (System Identification Toolbox)、idproc (System Identification Toolbox)、idpoly (System Identification Toolbox)、idgrey (System Identification Toolbox) モデルなどの同定された LTI モデルの場合、initialCondition (System Identification Toolbox) オブジェクトを使用して初期状態を指定できます。同定されたモデルを使用するには System Identification Toolbox™ ソフトウェアが必要です。

`InitialParameter` — LPV モデルの初期パラメーター値
`[]` (既定値) | スカラー | ベクトル

LPV モデルの初期パラメーター値。スカラーまたはベクトルとして指定します。

このプロパティが必要になるのは、Bias = 'u0' を指定する場合と InitialState = [] または 'x0' を指定する場合のみです。それ以外の場合、この値は無視されます。

オブジェクト関数

`impulse`	動的システムのインパルス応答プロット、インパルス応答データ
`impulseplot`	インパルス応答をプロットし、プロットハンドルを返す
`step`	動的システムのステップ応答
`stepplot`	ステップ応答をプロットし、プロットハンドルを返す

例

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ステップ応答のオプションの構成

伝達関数モデルを作成します。

sys = tf([1 5],[1 10 50]);

オプションセットを作成して、ステップの入力バイアス、振幅、および遅延を指定します。

Config = RespConfig(Bias=-2,Amplitude=5,Delay=2);

指定したオプションを使用してステップ応答を計算します。

step(sys,Config)

インパルス応答のオプションの構成

状態空間モデルを作成します。

A = [-0.8429,-0.2134;-0.5162,-1.2139];
B = [0.7254,0.7147;0,-0.2050];
C = [-0.1241,1.4090;1.4897,1.4172];
D = [0.6715,0.7172;-1.2075,0];
sys = ss(A,B,C,D);

既定のオプションセットを作成し、ドット表記を使用して値を指定します。

respOpt = RespConfig;
respOpt.Bias = [-2,3];
respOpt.Amplitude = [2,-0.5];
respOpt.InitialState = [0.1,-0.1];
respOpt.Delay = 5;

インパルス応答を計算します。

t = 0:0.1:20;
impulse(sys,t,respOpt)

モデルのオフセットに対する状態空間モデルのシミュレーション

この例では、状態空間モデルにモデルのオフセットからの相対的なステップの変化を適用する方法を示します。

オフセットをもつランダムな状態空間モデルを作成します。

rng(0)
sys = rss(3,1,1); 
xoff = randn(3,1);
sys.Offsets = struct("x",xoff,"u",2,"y",-1);

応答の構成オブジェクトを作成します。オフセットをもつ状態空間モデルの場合、Bias 引数に "u0"、InitialState 引数に "x0" を指定します。

Config = RespConfig(Bias="u0",InitialState="x0");

モデルのシミュレーションを実行します。

t = 0:0.01:15;
y = step(sys,t,Config);

応答の構成なしでシミュレートします。

y2 = step(sys,t);

応答を比較します。

plot(t,y,t,y2,"r--")
legend("With offsets","Without offsets",Location="best")

応答は一致しません。したがって、正確な応答が得られるように、オフセットをもつモデルを正しく初期化することが重要です。

バージョン履歴

R2023a で導入

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R2026b: 非推奨

R2026b 以降、RespConfig オブジェクトを使用した応答の計算の構成は推奨されません。代わりに、対応する応答関数で名前と値の引数を使用してください。

この変更の結果として、次のようになります。

ステップ応答 (step、stepplot) とインパルス応答 (impulse、impulseplot) については、振幅、バイアス、遅延を、それぞれ新しい名前と値の引数 Amplitude、Bias、Delay を使用して指定してください。
stepplot オブジェクトおよび impulseplot オブジェクトでは、Responses.Config プロパティが、Responses.Bias、Responses.Amplitude、Responses.Delay、および Responses.InitialCondition プロパティに置き換えられました。
RespConfig オブジェクトの InitialState プロパティと InitialParameter プロパティは、統合された名前と値の引数とプロパティである InitialCondition に置き換えられました。

次の表に、RespConfig のいくつかの一般的な用途と、代わりに新しい名前と値の引数またはプロパティを使用するようにコードを更新する方法を示します。

非推奨	推奨
config = RespConfig( ... Amplitude=0.5, ... Bias=1, ... Delay=2, ... InitialCondition=[1 2 3]); stepplot(sys,config)	stepplot(sys, ... Amplitude=0.5, ... Bias=1, ... Delay=2, ... InitialCondition=[1 2 3])
config = RespConfig( ... Amplitude=0.5, ... Bias=1, ... Delay=2, ... InitialState=[1 2 3]); [y1,t1] = impulse(sys,config);	[y,t] = impulse(sys, ... Amplitude=0.5, ... Bias=1, ... Delay=2, ... InitialCondition=[1 2 3]);
sp = stepplot(sys); sp.Responses.Config = RespConfig( ... Amplitude=0.5, ... Bias=1, ... Delay=2, ... InitialState=[1 2 3]);	sp = stepplot(sys); sp.Responses.Amplitude = 0.5; sp.Responses.Bias = 1; sp.Responses.Delay = 2; sp.Responses.InitialCondition=[1 2 3];
IC = RespConfig(InitialState=[1 2 3]); lsimplot(sys,u,y,IC)	lsimplot(sys,u,y,InitialCondition=[1 2 3])
IC = RespConfig(InitialState=[1 2 3]); [y,t] = initial(sys,IC);	[y,t] = initial(sys,[1 2 3]);

次の表に、LPV モデルの応答の初期パラメーター値を設定する際の RespConfig の用途と、新しい名前と値の引数を使用するようにコードを更新する方法を示します。

非推奨	推奨
config = RespConfig( ... Bias=-1, ... InitialParameter=pinit); stepplot(sys,t,pFcn,config)	IC = findop(sys,t(1),pinit,u=-1); stepplot(sys,t,pFcn,InitialCondition=IC)
config = RespConfig( ... InitialState="x0", ... InitialParameter=pinit) impulse(sys,t,pFcn,config)	[~,~,~,~,~,~,x0] = sys.DataFunction(t(1),pinit); impulseplot(sys,t,pFcn,InitialCondition=x0)
config = RespConfig( ... Bias="u0", ... InitialParameter=pinit) [y,t] = step(sys,t,pFcn,config)	[~,~,~,~,~,~,~,u0] = sys.DataFunction(t(1),pinit); IC = findop(sys,tinit,pinit,u=u0); [y,t] = (sys,t,pFcn,InitialCondition=IC)

非推奨

推奨

config = RespConfig( ...
    Bias=-1, ...
    InitialParameter=pinit);
stepplot(sys,t,pFcn,config)

IC = findop(sys,t(1),pinit,u=-1);
stepplot(sys,t,pFcn,InitialCondition=IC)

config = RespConfig( ...
    InitialState="x0", ...
    InitialParameter=pinit)
impulse(sys,t,pFcn,config)

[~,~,~,~,~,~,x0] = sys.DataFunction(t(1),pinit);
impulseplot(sys,t,pFcn,InitialCondition=x0)

config = RespConfig( ...
    Bias="u0", ...
    InitialParameter=pinit)
[y,t] = step(sys,t,pFcn,config)

[~,~,~,~,~,~,~,u0] = sys.DataFunction(t(1),pinit);
IC = findop(sys,tinit,pinit,u=u0);
[y,t] = (sys,t,pFcn,InitialCondition=IC)

R2024b: ベースライン入力値の設定に使用するプロパティの名前が `InputOffset` から `Bias` に変更

InputOffset プロパティの名前が Bias に変更されました。このプロパティの動作は以前と変わりません。InputOffset への既存の参照のサポートを削除する予定はありません。

R2023a: `stepDataOptions` よりも推奨

ステップコマンドの応答の構成を作成する stepDataOptions が RespConfig に置き換えられています。RespConfig では、線形時変モデルと線形パラメーター変動モデルの初期条件およびベースライン入力信号値を指定するサポートが向上しています。

参考

impulse | impulseplot | step | stepplot

RespConfig

説明

作成

構文

説明

プロパティ

Bias — ベースライン入力信号値 0 (既定値) | スカラー | ベクトル | 'u0'

Amplitude — 入力レベルの変化 1 (既定値) | スカラー | ベクトル

Delay — ステップまたはインパルスの遅延 0 (既定値) | 非負のスカラー

InitialState — 初期状態の値 [] (既定値) | ベクトル | 'x0' | initialCondition オブジェクト

InitialParameter — LPV モデルの初期パラメーター値 [] (既定値) | スカラー | ベクトル