LTI System

Simulink에서 선형 시불변 시스템 모델 객체 사용

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  • LTI System block

라이브러리:
Control System Toolbox

설명

LTI System 블록은 선형 시스템 모델 객체를 Simulink® 환경으로 가져옵니다. 가져올 LTI 모델을 LTI 시스템 변수 파라미터에 지정합니다. 어떤 유형의 적정(proper) 선형 시불변 동적 시스템 모델이라도 가져올 수 있습니다. 가져온 시스템이 상태공간(ss) 모델인 경우 초기 상태 파라미터에 초기 상태 값을 지정할 수 있습니다.

예제

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다음 제품이 필요합니다.

모델 열기

LTISystemBlockSimulation 모델은 LTI System 블록을 사용하여 SISO 전달 함수의 계단 입력에 대한 응답을 시뮬레이션하는 방법을 보여줍니다.

LTI System 블록에 대한 모델을 지정하려면 LTI 시스템 변수 블록 파라미터를 다음 중 하나로 설정하십시오.

  • MATLAB® 작업 공간 또는 모델 작업 공간 내 LTI 모델의 변수 이름(예: sys).

  • LTI 모델로 평가되는 MATLAB 표현식(예: tf(1,[1 1])).

예를 들어, 상태공간( ss ), 영점-극점-이득( zpk ), 또는 전달 함수( tf ) 모델을 지정할 수 있습니다. SISO 모델 또는 MIMO 모델, 그리고 연속시간 모델 또는 이산시간 모델을 시뮬레이션할 수 있습니다.

LTISystemBlockSimulation 모델에서 LTI 시스템 변수 파라미터는 연속시간 SISO 전달 함수를 생성하는 MATLAB 표현식인 tf(1,[1 2 5])입니다. 지정된 시스템이 상태공간(ss) 모델인 경우, 초기 상태 파라미터를 설정하여 초기 상태 값을 지정할 수 있습니다.

모델을 시뮬레이션하고, 결과를 스코프에서 확인하십시오.

이 예제는 t = 2초에 가해진 계단 입력에 대한 시스템 응답을 시뮬레이션합니다. LTI System 블록을 사용하여 Simulink 모델의 어느 위치에서든 LTI 모델 객체를 가져와 임의의 입력에 대한 선형 시스템 응답을 시뮬레이션하십시오.

다음 제품이 필요합니다.

모델 열기

이 모델은 Simulink®에서 MIMO 선형 시스템을 표현하기 위해 LTI System 블록을 사용하는 방법을 보여줍니다.

LTI System 블록은 블록에 MIMO 모델을 지정하더라도 하나의 입력과 하나의 출력만을 가집니다. 그 경우 블록의 입력 및 출력은 벡터 신호가 됩니다. 예를 들어, 모델 LTISystemBlockMIMO는 제어 시스템에서 MIMO 플랜트를 표현하기 위해 LTI 시스템 블록을 사용합니다.

이 모델에서 블록에 지정된 LTI 시스템은 Gm로, 모델 작업 공간에 저장된 2-출력, 2-입력 전달 함수 모델입니다. Mux 블록은 두 컨트롤러 출력을 벡터 신호로 결합하여 LTI System 블록 입력으로 전달합니다. 마찬가지로, Demux 블록은 LTI System 블록의 벡터 출력을 두 개의 스칼라 신호로 분리합니다.

모델을 시뮬레이션하고, 결과를 스코프에서 확인하십시오.

이 예제는 첫 번째 입력에서 t = 50초 단계 변화와 두 번째 입력에서 t = 150초 단계 변화에 대한 폐루프 시스템 응답을 시뮬레이션합니다. LTI 시스템 블록은 Simulink 모델에 LTI 시스템을 삽입하고자 하는 어디에서나 사용할 수 있습니다.

포트

입력

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단일 입력 LTI 시스템의 경우 입력 신호는 스칼라입니다. 다중 입력 시스템의 경우 다음과 같은 블록을 사용하여 여러 시스템 입력을 하나의 벡터 신호로 결합합니다.

출력

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단일 출력 LTI 시스템의 경우 출력 신호는 스칼라입니다. 다중 출력 시스템의 경우 출력 신호는 벡터입니다. 여러 시스템 출력을 스칼라 신호로 분할하려면 다음과 같은 블록을 사용하십시오.

파라미터

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블록 파라미터를 대화형 방식으로 편집하려면 속성 인스펙터를 사용하십시오. Simulink 툴스트립의 시뮬레이션 탭에 있는 준비 갤러리에서 속성 인스펙터를 선택합니다.

블록에 대한 선형 시스템을 MATLAB® 작업 공간, 모델 작업 공간 또는 데이터 사전에 MATLAB 표현식 또는 변수로 지정합니다. 모델은 SISO 또는 MIMO일 수 있습니다.

다음을 제외한 대부분의 선형 시불변 동적 시스템 모델이 지원됩니다.

  • 주파수 응답 데이터 모델(frd 모델, genfrd 모델 등).

  • 식별된 비선형 모델(idnlarx 등).

  • 모델링되지 않은 동특성을 갖는 모델(udyn 등).

지정된 모델은 적정해야 합니다(isproper 참조).

모델은 연속시간 또는 이산시간일 수 있습니다. LTI system 블록이 동기 상태 제어를 갖는 Simulink 모델에 있는 경우(State Control (HDL Coder) 블록 참조) 이산시간 모델을 지정해야 합니다.

Simulink는 시뮬레이션을 초기화하기에 앞서 모델을 그에 해당하는 등가의 상태공간 형식으로 변환합니다.

선형 시스템이 상태공간 형식인 경우 초기 상태 값을 시스템에 있는 상태 개수만큼의 요소를 갖는 벡터로 지정합니다. 스칼라 값을 지정할 경우 블록이 이 값을 시스템의 각 상태에 적용합니다. 디폴트 값 []은 모든 상태를 0으로 초기화합니다.

초기 상태라는 개념은 전달 함수나 영점-극점-이득 모델과 같이 상태공간 형식이 아닌 선형 시스템에 대해서는 잘 정의되어 있지 않습니다. 이러한 모델의 경우 초기 상태는 실현 알고리즘이 사용하는 상태 좌표의 선택에 따라 달라집니다. 결과적으로 블록은 이러한 모델에서 이 파라미터를 무시합니다.

선형화 루틴에 대한 파데 근사의 차수를 설정합니다.

  • 디폴트 값은 0이며, 이로 인해 동적 상태 없이 단위 이득이 발생합니다.

  • 차수를 양의 정수 n으로 설정하면 모델에 n개의 상태가 추가되지만 지연에 대한 보다 정확한 선형 모델이 생성됩니다.

각 입력 채널에 대해 다른 차수를 지정하려면 양의 정수로 구성된 벡터를 사용하십시오.

확장 기능

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C/C++ 코드 생성
Simulink® Coder™를 사용하여 C 코드나 C++ 코드를 생성할 수 있습니다.

버전 내역

R2006a 이전에 개발됨

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참고 항목