Discrete State-Space

Implementare un sistema stato-spazio discreto

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HDL Coder / RCP and HIL

Descrizione

Il blocco Discrete State-Space implementa il sistema descritto da

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

dove u è l'input, x è lo stato e y è l'output. I coefficienti della matrice devono presentare le seguenti caratteristiche, come illustrato nel diagramma seguente:

• A deve essere una matrice n x n, dove n è il numero di stati.

• B deve essere una matrice n x m, dove m è il numero di input.

• C deve essere una matrice r x n, dove r è il numero di output.

• D deve essere una matrice r x m.

Il blocco accetta un input e genera un output. La larghezza del vettore di input corrisponde al numero di colonne delle matrici B e D. La larghezza del vettore di output corrisponde al numero di righe delle matrici C e D. Per definire il vettore di stato iniziale, utilizzare il parametro Initial conditions.

Per specificare un vettore o una matrice di zeri per A, B, C, D o Initial conditions, utilizzare la funzione zeros.

Comportamento del blocco per matrici vuote

Quando le matrici A, B e C sono vuote (ad esempio, []), la funzionalità del blocco diventa y(n) = Du(n). Se anche il vettore Initial conditions è vuoto, il blocco utilizza un vettore di stato iniziale composto da zeri.

Esempi

Pendolo inverso con animazione

Questo esempio mostra come utilizzare Simulink® per modellare e animare un sistema a pendolo inverso. Un pendolo inverso ha il centro di massa al di sopra del proprio punto di rotazione. Per mantenere stabilmente questa posizione, il sistema implementa una logica di controllo per spostare il punto di rotazione sotto il centro di massa quando il pendolo inizia a cadere. Il pendolo inverso è un classico problema di dinamica utilizzato per testare le strategie di controllo.

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Porte

Input

Port_1 — Segnale di input

scalare | vettore

Vettore di input, la cui larghezza è pari al numero di colonne delle matrici B e D. Per ulteriori informazioni, vedere Descrizione.

Suggerimento

Per i segnali di input a numero intero e in virgola fissa, utilizzare il blocco Fixed-Point State-Space.

Tipi di dati: single | double

Output

Port_1 — Vettore di output

scalare | vettore

Vettore di output, la cui larghezza è pari al numero di righe delle matrici C e D. Per ulteriori informazioni, vedere Descrizione.

Tipi di dati: single | double

Parametri

Principale

A — Coefficiente della matrice A

1 (predefinito) | scalare | vettore | matrice

Specificare il coefficiente della matrice A, come matrice n x n a valore reale, dove n è il numero di stati. Per ulteriori informazioni sui coefficienti della matrice, vedere Descrizione.

Utilizzo programmatico

Parametro dei blocchi: A

Tipo: vettore di caratteri

Valori: scalare | vettore | matrice

Impostazione predefinita: '1'

B — Coefficiente della matrice B

1 (predefinito) | scalare | vettore | matrice

Specificare il coefficiente della matrice B, come matrice n x m a valore reale, dove n è il numero di stati e m è il numero di input. Per ulteriori informazioni sui coefficienti della matrice, vedere Descrizione.

Utilizzo programmatico

Parametro dei blocchi: B

Tipo: vettore di caratteri

Valori: scalare | vettore | matrice

Impostazione predefinita: '1'

C — Coefficiente della matrice, C

1 (predefinito) | scalare | vettore | matrice

Specificare il coefficiente della matrice C, come matrice r x n a valore reale, dove r è il numero di output e n è il numero di stati. Per ulteriori informazioni sui coefficienti della matrice, vedere Descrizione.

Utilizzo programmatico

Parametro dei blocchi: C

Tipo: vettore di caratteri

Valori: scalare | vettore | matrice

Impostazione predefinita: '1'

D — Coefficiente della matrice, D

1 (predefinito) | scalare | vettore | matrice

Specificare il coefficiente della matrice D, come matrice r x m a valore reale, dove r è il numero di output e m è il numero di input. Per ulteriori informazioni sui coefficienti della matrice, vedere Descrizione.

Utilizzo programmatico

Parametro dei blocchi: D

Tipo: vettore di caratteri

Valori: scalare | vettore | matrice

Impostazione predefinita: '1'

Initial conditions — Vettore di stato iniziale

0 (predefinito) | scalare | vettore

Specificare il vettore di stato iniziale come scalare o vettore. Il vettore di stato iniziale non può includere valori inf o NaN.

Utilizzo programmatico

Parametro dei blocchi: InitialCondition

Tipo: vettore di caratteri

Valori: scalare | vettore

Impostazione predefinita: '0'

Sample time (–1 for inherited) — Intervallo tra i campionamenti

-1 (predefinito) | scalare | vettore

Specificare l'intervallo di tempo tra i campionamenti. Vedere Specifica del tempo di campionamento.

Utilizzo programmatico

Parametro dei blocchi: SampleTime

Tipo: vettore di caratteri

Valori: scalare | vettore

Impostazione predefinita: '-1'

Attributi dello stato

State name — Nome univoco per lo stato del blocco

'' (predefinito) | stringa alfanumerica

Utilizzare questo parametro per assegnare un nome univoco allo stato del blocco. L'impostazione predefinita è ' '. Quando questo campo è vuoto, non è assegnato alcun nome. Quando si utilizza questo parametro, tenere presente le seguenti considerazioni:

• Un identificatore valido inizia con un carattere alfabetico o di sottolineatura, seguito da caratteri alfanumerici o di sottolineatura.

• Il nome dello stato si applica solo al blocco selezionato.

Questo parametro abilita State name must resolve to Simulink signal object quando si fa clic su Apply.

Per ulteriori informazioni, vedere C Data Code Interface Configuration for Model Interface Elements (Simulink Coder).

Utilizzo programmatico

Parametro dei blocchi: StateName

Tipo: vettore di caratteri

Valore: nome univoco

Impostazione predefinita: ''

State name must resolve to Simulink signal object — Richiedere che il nome dello stato venga associato a un oggetto segnale

off (predefinito) | on

Selezionare questa casella di spunta per richiedere che il nome dello stato venga associato a un oggetto segnale di Simulink^®.

Dipendenze

Per abilitare questo parametro, specificare un valore per State name. Questo parametro appare solo se il parametro di configurazione del modello Signal resolution viene impostato su un valore diverso da None.

Utilizzo programmatico

Parametro dei blocchi: StateMustResolveToSignalObject

Tipo: vettore di caratteri

Valori: 'off' | 'on'

Impostazione predefinita: 'off'

Caratteristiche del blocco

Tipi di dati:	double | single
Passaggio diretto	sì
Segnali multidimensionali	no
Segnali di dimensioni variabili	no
Rilevamento zero-crossing	no

Funzionalità estese

Generazione di codice C/C++

Genera codice C e C++ con Simulink® Coder™.

In determinate condizioni, il codice generato poggia sulle funzioni memcpy o memset (string.h).

Generazione di codice HDL

Genera codice VHDL, Verilog e SystemVerilog per progetti FPGA e ASIC utilizzando HDL Coder™.

HDL Coder™ fornisce ulteriori opzioni di configurazione che influiscono sull'implementazione HDL e sulla logica sintetizzata.

Architettura HDL

Questo blocco ha un'architettura HDL predefinita.

Proprietà del blocco HDL

Per impostazione predefinita, è disponibile la seguente proprietà del blocco HDL.

Virgola mobile nativa
LatencyStrategy	Specificare se mappare i blocchi del progetto su inherit, Max, Min o Zero per l'operatore in virgola mobile. L'impostazione predefinita è inherit. Vedere anche LatencyStrategy (HDL Coder).

Generazione di codice PLC
Genera codice di testo strutturato con Simulink® PLC Coder™.

Cronologia versioni

Introduzione prima di R2006a

Vedi anche

State-Space | Fixed-Point State-Space | Generate HDL Code from Simulink Model (HDL Coder) | Basic HDL Code Generation Workflow (HDL Coder)

Argomenti

• 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