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Transfer Fcn

전달 함수를 사용한 선형 시스템 모델링

  • 라이브러리:
  • Simulink / Continuous

  • Transfer Fcn block

설명

Transfer Fcn 블록은 라플라스 영역 변수 s의 전달 함수를 사용해 선형 시스템을 모델링합니다. 이 블록은 SISO(단일 입력 단일 출력) 시스템 및 SIMO(단일 입력 다중 출력) 시스템을 모델링할 수 있습니다.

이 블록을 사용하기 위한 조건

Transfer Fcn 블록은 다음 조건을 가정합니다.

  • 전달 함수의 형식은 다음과 같습니다.

    H(s)=y(s)u(s)=num(s)den(s)=num(1)snn1+num(2)snn2++num(nn)den(1)snd1+den(2)snd2++den(nd),

    여기서 u 및 y는 각각 시스템 입력 및 시스템 출력이고, nn 및 nd는 각각 분자 계수의 개수 및 분모 계수의 개수입니다. num(s) 및 den(s)는 분자의 계수 및 분모의 계수를 s의 지수 내림차순으로 포함합니다.

  • 분모의 차수는 분자의 차수보다 크거나 같아야 합니다.

  • 다중 출력 시스템의 경우 모든 전달 함수는 분모가 동일하고 모든 분자의 차수가 동일합니다.

단일 출력 시스템 모델링하기

단일 출력 시스템의 경우 블록의 입력과 출력은 스칼라 시간 영역 신호입니다. 이 시스템을 모델링하려면 다음을 수행하십시오.

  1. 분자 계수 필드에 전달 함수의 분자 계수에 대한 벡터를 입력합니다.

  2. 분모 계수 필드에 전달 함수의 분모 계수에 대한 벡터를 입력합니다.

다중 출력 시스템 모델링하기

다중 출력 시스템의 경우 블록 입력은 스칼라이고 블록 출력은 벡터입니다. 여기서 각 요소는 시스템의 출력입니다. 이 시스템을 모델링하려면 다음을 수행하십시오.

  1. 분자 계수 필드에 행렬을 입력합니다.

    이 행렬의 각 은 블록 출력 중 하나를 결정하는 전달 함수의 분자 계수를 포함합니다.

  2. 분모 계수 필드에 시스템의 모든 전달 함수에 공통적인 분모 계수의 벡터를 입력합니다.

초기 조건 지정하기

전달 함수는 라플라스(주파수) 영역에서 입력과 출력 간의 관계를 설명합니다. 구체적으로, 전달 함수는 임펄스 입력의 초기 조건이 0인 시스템의 응답(출력)에 대한 라플라스 변환으로 정의됩니다.

전달 함수의 곱셈 및 나눗셈과 같은 연산은 0 초기 상태를 사용합니다. 예를 들어, 하나의 복잡한 전달 함수를 일련의 보다 단순한 전달 함수로 분해할 수 있습니다. 원래 전달 함수와 동일한 응답을 얻으려면 분해한 전달 함수를 순차적으로 적용하십시오. 이는 전달 함수 중 하나가 0이 아닌 초기 상태를 가정하는 경우 정확하지 않습니다. 또한 전달 함수는 무수히 많은 시간 영역 구현을 가지며, 그 상태의 대부분은 물리적 의미가 없습니다.

이러한 이유로 Simulink®Transfer Fcn 블록의 초기 조건을 0으로 사전 설정합니다. 주어진 전달 함수에 대한 초기 조건을 지정하려면 tf2ss를 사용하여 전달 함수를 제어 가능한 표준 상태공간 구현으로 변환하십시오. 그런 다음 State-Space 블록을 사용하십시오. tf2ss 유틸리티는 시스템에 대한 A, B, C, D 행렬을 제공합니다.

자세한 내용을 보려면 help tf2ss를 입력하거나 Control System Toolbox™ 문서를 참조하십시오.

블록에서 전달 함수의 표시

Transfer Fcn 블록은 분자 파라미터와 분모 파라미터를 지정하는 방식에 따라 전달 함수를 표시합니다.

  • 각 파라미터를 표현식이나 벡터로 지정하면 블록은 지정된 계수와 s의 지수로 전달 함수를 표시합니다. 변수를 괄호 안에 지정하면 블록이 변수를 계산합니다.

    예를 들어, 분자 계수[3,2,1]로 지정하고 분모 계수(den)으로 지정하면(여기서 den[7,5,3,1]) 블록은 다음과 같습니다.

    블록이 다음과 같이 보인다면

    블록 아이콘에 커서를 올려놓고 가장자리를 끌어서 분모와 분자가 표시될 때까지 블록 아이콘 크기를 조정합니다.

    Example of stretched Transfer Fcn block with [3,2,1] numerator and [7,5,3,1] denominator.

  • 각 파라미터를 변수로 지정하면 블록은 변수 이름 다음에 (s)를 표시합니다.

    예를 들어, 분자 계수num으로 지정하고 분모 계수den으로 지정하면 블록은 다음과 같습니다.

포트

입력

모두 확장

입력 신호로, double형의 스칼라로 지정됩니다.

데이터형: double

출력

모두 확장

출력 신호로, double형의 스칼라 또는 벡터로 제공됩니다.

  • 단일 출력 시스템의 경우 블록의 입력과 출력은 스칼라 시간 영역 신호입니다.

  • 다중 출력 시스템의 경우 입력은 스칼라이고 출력은 벡터입니다. 여기서 각 요소는 시스템의 출력입니다.

데이터형: double

파라미터

모두 확장

전달 함수의 분자 계수를 정의합니다.

  • 단일 출력 시스템의 경우 전달 함수의 분자 계수에 대한 벡터를 입력합니다.

  • 다중 출력 시스템의 경우 행렬을 입력합니다. 이 행렬의 각 행은 블록 출력 중 하나를 결정하는 전달 함수의 분자 계수를 포함합니다.

프로그래밍 방식의 사용법

블록 파라미터: Numerator
유형: 문자형 벡터, string형
값: 벡터 | 행렬
디폴트 값: '[1]'

분모 계수로 구성된 행 벡터를 정의합니다.

  • 단일 출력 시스템의 경우 전달 함수의 분모 계수에 대한 벡터를 입력합니다.

  • 다중 출력 시스템의 경우 시스템의 모든 전달 함수에 공통적인 분모 계수를 포함하는 벡터를 입력합니다.

프로그래밍 방식의 사용법

블록 파라미터: Denominator
유형: 문자형 벡터 | string형
값: 벡터
디폴트 값: '[1 1]'

가속화된 시뮬레이션 모드 및 Simulink Compiler™를 사용하여 배포된 시뮬레이션에 대한 분자 계수 및 분모 계수의 조정 가능성 수준입니다. Simulink가 파라미터 조정 가능성의 적절한 수준을 선택할 수 있도록 허용하려면 이 파라미터를 자동으로 설정하십시오.

가속화된 시뮬레이션 및 배포된 시뮬레이션에 대한 생성 코드에서 시뮬레이션 성능 향상을 위해 최적화된 분자 계수 및 분모 계수의 표현을 생성하려면 이 파라미터를 최적화됨으로 설정하십시오.

가속화된 시뮬레이션 및 배포된 시뮬레이션에 대한 생성 코드에서 분자 계수 및 분모 계수의 완전히 조정 가능한 (시뮬레이션 간) 표현을 생성하려면 이 파라미터를 제약 없음으로 설정하십시오. Simulink가 적절한 조정 가능성 수준을 결정하도록 하려면 자동을 선택하십시오.

프로그래밍 방식의 사용법

블록 파라미터: ParameterTunability
유형: 문자형 벡터, string형
값: 'Auto' | 'Optimized' | 'Unconstrained'
디폴트 값: 'Auto'

블록 상태 계산을 위한 절대 허용오차로, 양의 실수 값 스칼라 또는 벡터로 지정됩니다. 구성 파라미터에서 절대 허용오차를 상속하려면 auto 또는 -1을 지정하십시오.

  • 실수형 스칼라를 입력하면 모든 블록 상태를 계산할 때 구성 파라미터 대화 상자의 절대 허용오차가 이 값으로 재정의됩니다.

  • 실수형 벡터를 입력하면 해당 벡터의 차원이 블록의 연속 상태 차원과 일치해야 합니다. 구성 파라미터 대화 상자의 절대 허용오차가 이 값으로 재정의됩니다.

  • auto 또는 –1을 입력하면 Simulink는 구성 파라미터 대화 상자(Solver Pane 참조)의 절대 허용오차 값을 사용하여 블록 상태를 계산합니다.

프로그래밍 방식의 사용법

블록 파라미터: AbsoluteTolerance
유형: 문자형 벡터, string형
값: 'auto' | '-1' | 임의의 양의 실수 값 스칼라 또는 벡터
디폴트 값: 'auto'

각 상태에 고유한 이름을 할당합니다. 이 필드가 비어 있으면(' ') 이름 할당이 발생하지 않습니다.

  • 하나의 상태에 이름을 할당하려면 따옴표 사이에 이름을 입력하십시오(예: 'position').

  • 여러 상태에 이름을 할당하려면 쉼표로 구분된 목록을 중괄호로 묶어서 입력하십시오(예:{'a', 'b', 'c'}). 각 이름은 고유해야 합니다.

  • MATLAB® 작업 공간에서 상태 이름을 변수로 할당하려면 따옴표 없이 변수를 입력합니다. 변수는 문자형 벡터, string형, 셀형 배열 또는 구조체일 수 있습니다.

제한 사항

  • 상태 이름은 선택된 블록에만 적용됩니다.

  • 상태의 개수는 상태 이름의 개수 간에 균등하게 나뉘어야 합니다.

  • 상태보다 이름을 더 적게 지정할 수 있지만 상태보다 이름을 더 많이 지정할 수는 없습니다.

    예를 들어, 상태가 4개 있는 시스템에서 2개의 이름을 지정할 수 있습니다. 첫 번째 이름은 처음 두 상태에 적용되고 두 번째 이름은 마지막 두 상태에 적용됩니다.

프로그래밍 방식의 사용법

블록 파라미터: ContinuousStateAttributes
유형: 문자형 벡터, string형
값: ' ' | 사용자 정의
디폴트 값: ' '

블록 특성

데이터형

double

직접 피드스루

다차원 신호

아니요

가변 크기 신호

아니요

영점교차 검출

아니요

확장 기능

버전 내역

R2006a 이전에 개발됨

참고 항목

|

도움말 항목