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Discrete State-Space

이산 상태공간 시스템 구현

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라이브러리:
Simulink / Discrete

설명

비어 있지 않은 행렬에 대한 블록 동작

Discrete State-Space 블록은 다음과 같이 정의되는 시스템을 구현합니다.

$$\begin{array}{c}x(n+1)=Ax(n)+Bu(n)\\ y(n)=Cx(n)+Du(n),\end{array}$$

여기서 u는 입력값, x는 상태, y는 출력값입니다. 행렬 계수에는 다음 다이어그램과 같은 특성이 있어야 합니다.

• A는 n×n 행렬이어야 합니다. 여기서 n은 상태 개수입니다.

• B는 n×m 행렬이어야 합니다. 여기서 m은 입력 개수입니다.

• C는 r×n 행렬이어야 합니다. 여기서 r은 출력 개수입니다.

• D는 r×m 행렬이어야 합니다.

이 블록은 하나의 입력을 받아 하나의 출력을 생성합니다. 입력 벡터의 너비는 B 행렬과 D 행렬의 열 개수입니다. 출력 벡터의 너비는 C 행렬과 D 행렬의 행 개수입니다. 벡터의 초기 상태를 정의하려면 초기 조건 파라미터를 사용하십시오.

A, B, C, D 또는 초기 조건에 0으로 구성된 벡터나 행렬을 지정하려면 zeros 함수를 사용하십시오.

빈 행렬에 대한 블록 동작

A, B, C 행렬이 비어있으면(예: []) 블록의 기능은 y(n) = Du(n)이 됩니다. 초기 조건 벡터도 비어 있으면 블록은 0으로 구성된 초기 상태 벡터를 사용합니다.

예제

애니메이션을 사용한 역진자

이 예제에서는 Simulink®를 사용하여 역진자 시스템을 모델링하고 애니메이션으로 나타내는 방법을 보여줍니다. 역진자의 질량 중심은 피벗 점보다 위에 있습니다. 시스템은 이 자세를 안정적으로 유지하기 위해 진자가 쓰러지기 시작할 때 피벗 점을 질량 중심 아래로 이동시키는 제어 논리를 구현합니다. 역진자는 제어 전략을 테스트하는 데 사용되는 고전적인 동역학 문제입니다.

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포트

입력

Port_1 — 입력 신호

스칼라 | 벡터

입력 벡터로, 너비가 B 행렬과 D 행렬의 열 개수와 같습니다. 자세한 내용은 설명 항목을 참조하십시오.

팁

정수 및 고정소수점 입력 신호인 경우 Fixed-Point State-Space 블록을 사용하십시오.

데이터형: single | double

출력

Port_1 — 출력 벡터

스칼라 | 벡터

출력 벡터로, 너비가 C 행렬과 D 행렬의 행 개수와 같습니다. 자세한 내용은 설명 항목을 참조하십시오.

데이터형: single | double

파라미터

기본

A — 행렬 계수 A

1 (디폴트 값) | 스칼라 | 벡터 | 행렬

행렬 계수 A를 실수 값 n×n 행렬로 지정합니다. 여기서 n은 상태 개수입니다. 행렬 계수에 대한 자세한 내용은 설명 항목을 참조하십시오.

프로그래밍 방식의 사용법

블록 파라미터: A

유형: 문자형 벡터

값: 스칼라 | 벡터 | 행렬

디폴트 값: '1'

B — 행렬 계수 B

1 (디폴트 값) | 스칼라 | 벡터 | 행렬

행렬 계수 B를 실수 값 n×m 행렬로 지정합니다. 여기서 n은 상태 개수이고 m은 입력 개수입니다. 행렬 계수에 대한 자세한 내용은 설명 항목을 참조하십시오.

프로그래밍 방식의 사용법

블록 파라미터: B

유형: 문자형 벡터

값: 스칼라 | 벡터 | 행렬

디폴트 값: '1'

C — 행렬 계수, C

1 (디폴트 값) | 스칼라 | 벡터 | 행렬

행렬 계수 C를 실수 값 r×n 행렬로 지정합니다. 여기서 r은 출력 개수이고 n은 상태 개수입니다. 행렬 계수에 대한 자세한 내용은 설명 항목을 참조하십시오.

프로그래밍 방식의 사용법

블록 파라미터: C

유형: 문자형 벡터

값: 스칼라 | 벡터 | 행렬

디폴트 값: '1'

D — 행렬 계수 D

1 (디폴트 값) | 스칼라 | 벡터 | 행렬

행렬 계수 D를 실수 값 r×m 행렬로 지정합니다. 여기서 r은 출력 개수이고 m은 입력 개수입니다. 행렬 계수에 대한 자세한 내용은 설명 항목을 참조하십시오.

프로그래밍 방식의 사용법

블록 파라미터: D

유형: 문자형 벡터

값: 스칼라 | 벡터 | 행렬

디폴트 값: '1'

초기 조건 — 초기 상태 벡터

0 (디폴트 값) | 스칼라 | 벡터

초기 상태 벡터를 스칼라 또는 벡터로 지정합니다. 초기 상태 벡터는 inf 또는 NaN 값을 포함할 수 없습니다.

프로그래밍 방식의 사용법

블록 파라미터: InitialCondition

유형: 문자형 벡터

값: 스칼라 | 벡터

디폴트 값: '0'

샘플 시간(상속된 경우 –1) — 샘플 간의 간격

-1 (디폴트 값) | 스칼라 | 벡터

샘플 간의 시간 간격을 지정합니다. 샘플 시간 지정하기 항목을 참조하십시오.

프로그래밍 방식의 사용법

블록 파라미터: SampleTime

유형: 문자형 벡터

값: 스칼라 | 벡터

디폴트 값: '-1'

상태 특성

상태 이름 — 블록 상태의 고유한 이름

'' (디폴트 값) | 영숫자 string형

블록 상태에 고유한 이름을 할당하려면 이 파라미터를 사용하십시오. 디폴트 값은 ' '입니다. 이 필드가 공백이면 할당할 이름이 없는 것입니다. 이 파라미터를 사용할 때 다음 사항을 고려하십시오.

• 유효한 식별자는 영문자 또는 밑줄 문자로 시작하며 그 뒤에 영숫자 또는 밑줄 문자가 이어집니다.

• 상태 이름은 선택된 블록에만 적용됩니다.

사용자가 적용을 클릭하면 이 파라미터는 상태 이름과 Simulink의 Signal 객체 사이에 연결이 맺어져야 함을 활성화합니다.

자세한 내용은 C Data Code Interface Configuration for Model Interface Elements (Simulink Coder) 항목을 참조하십시오.

프로그래밍 방식의 사용법

블록 파라미터: StateName

유형: 문자형 벡터

값: 고유 이름

디폴트 값: ''

상태 이름과 Simulink의 Signal 객체 사이에 연결이 맺어져야 함 — 상태 이름은 signal 객체로 연결이 맺어져야 함

off (디폴트 값) | on

상태 이름이 Simulink^® signal 객체로 연결이 맺어지도록 하려면 이 체크박스를 선택합니다.

종속성

이 파라미터를 활성화하려면 상태 이름의 값을 지정하십시오. 이 파라미터는 모델 구성 파라미터 신호 연결 맺기를 안 함 이외의 값으로 설정한 경우에만 나타납니다.

프로그래밍 방식의 사용법

블록 파라미터: StateMustResolveToSignalObject

유형: 문자형 벡터

값: 'off' | 'on'

디폴트 값: 'off'

블록 특성

데이터형	double | single
직접 피드스루	예
다차원 신호	아니요
가변 크기 신호	아니요
영점교차 검출	아니요

확장 기능

C/C++ 코드 생성

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

생성된 코드는 특정 조건에서 memcpy 함수 또는 memset 함수(string.h)를 사용합니다.

PLC 코드 생성
Simulink® PLC Coder™를 사용하여 Structured Text 코드를 생성할 수 있습니다.

버전 내역

R2006a 이전에 개발됨

참고 항목

State-Space | Fixed-Point State-Space

도움말 항목

• C Data Code Interface Configuration for Model Interface Elements (Simulink Coder)
• Organize Parameter Data into a Structure by Using Struct Storage Class (Embedded Coder)
• Data Objects