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Transfer Fcn

传递函数形式的线性系统模型。

类型: TransferFcn

图书馆中的路径:

/Basic/Continuous/Transfer Fcn

说明

Transfer Fcn 程序块使用拉普拉斯图像形式的变量传递函数 对线性系统进行建模。该程序块可对一个输入和一个输出(SISO)或一个输入和多个输出(SIMO)的系统建模。

程序块图标显示由参数 Numerator coefficientsDenominator coefficients 指定的传递函数。如果程序块图标的大小无法容纳整个表达式,则显示

图块的使用条件

程序块 Transfer Fcn 假定满足以下条件:

  • 传递函数的形式为

    其中

    • - 分别为输入和输出信号;

    • 分别是分子和分母中的系数数;

    • - 按程度降序排列的分子和分母系数

  • 分母的阶数必须大于或等于分子的阶数。

  • 对于有多个输出的系统,所有传递函数的分母相同,所有分子的阶数相同。

单输出系统建模

对于单输出系统,一个单元的输入和输出都是时域中的标量信号。要为该系统建模

  1. 在字段 Numerator coefficients 中输入传递函数分子的系数向量。

  2. Denominator coefficients 中输入传递函数分母系数向量。

多输出系统建模

对于多输出系统,模块的输入是标量,输出是矢量,其中每个元素都是系统的输出。该系统的建模方法如下

  1. Numerator coefficients 字段中输入矩阵。

    该矩阵的每一行都包含定义分块输出的传递函数分子的系数。

  2. Denominator coefficients 字段中输入系统所有传递函数共同的分母系数向量。

设置初始条件

传递函数描述了拉普拉斯(频率)域中输入和输出之间的关系。具体而言,它被定义为初始条件为零的系统对脉冲输入信号的响应(输出信号)的拉普拉斯变换。

传递函数的乘除等运算取决于零初始条件。例如,您可以将一个复杂的传递函数分解为多个较简单的传递函数。依次应用这些函数,即可得到与原始传递函数等效的响应。如果其中一个传递函数的初始状态不为零,则此规则不成立。此外,传递函数在时域中有无限多的实现形式,其中大部分状态没有物理意义。

因此, Transfer Fcn 模块的初始条件被预设为零。要指定给定传递函数的初始条件,可将传递函数转换为状态空间中的规范形式,然后使用程序块State-Space 。 *Engee*包含用于*Julia*语言的 "ControlSystems "库。它可用于将传递函数转换为规范形式,具体如下:

tfcn = tf([1, 2, 3], [4,5,6])
states = ss(tfcn)

有关 ControlSystems 库的更多信息,请参阅。官方网站

端口

输入

# IN_1 — 输入信号
标量

Details

输入信号

数据类型

Float16, Float32, Float64, Int8, Int16, Int32, Int64, UInt8, UInt16, UInt32, UInt64, Bool

复数支持

输出

# OUT_1 — 输出信号
scalar | vector

Details

输出。

对于只有一个输出的系统,模块的输入和输出都是时域中的标量信号。

对于有多个输出的系统,输入信号是标量信号,输出信号是矢量信号,其中每个元素都是系统的一个输出。

数据类型

Float64.

复数支持

参数

主机

# Numerator coefficients — 分子系数向量或矩阵
Scalar / vector / matrix of real numbers

Details

传递函数的分母系数。

  • 对于单输出系统,请输入传递函数分子系数的矢量。

  • 对于多输出系统,请输入矩阵。矩阵的每一行都包含定义其中一个分块输出的传 递函数的分子系数。

默认值

[1]

程序使用名称

Numerator

可调谐

可计算

# Denominator coefficients — 分母系数矢量或矩阵
Scalar / vector / matrix of real numbers

Details

传递函数的分母系数。

  • 对于单输出系统,请输入传递函数分母系数的向量。

  • 对于多输出系统,请输入包含系统中所有传递函数共同分母系数的矢量。

默认值

[1, 1]

程序使用名称

Denominator

可调谐

可计算