Discrete State-Space

Implémenter un système de représentation d’état discret

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Bibliothèques :
Simulink / Discrete
Simulink / Quick Insert / Discrete
HDL Coder / RCP and HIL

Description

Le bloc Discrete State-Space implémente le système décrit par

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

où u est l’entrée, x est l’état et y est la sortie. Les coefficients de la matrice doivent présenter les caractéristiques suivantes illustrées sur le diagramme ci-dessous :

• A doit être une matrice n x n, où n est le nombre d’états.

• B doit être une matrice n x m, où m est le nombre d’entrées.

• C doit être une matrice r x n, où r est le nombre de sorties.

• D doit être une matrice r x m.

Le bloc accepte une seule entrée et génère une seule sortie. La largeur du vecteur d’entrée est égale au nombre de colonnes des matrices B et D. La largeur du vecteur de sortie est égale au nombre de lignes des matrices C et D. Pour définir le vecteur d’état initial, utilisez le paramètre Initial conditions.

Pour spécifier un vecteur ou une matrice de zéros pour A, B, C, D ou Initial conditions, utilisez la fonction zeros.

Comportement du bloc pour les matrices vides

Lorsque les matrices A, B et C sont vides (par exemple, []), le fonctionnement du bloc est donné par y(n) = Du(n). Si le vecteur Initial conditions est vide lui aussi, le bloc utilise un vecteur d’état initial composé de zéros.

Exemples

Pendule inversé avec animation

Cet exemple montre comment utiliser Simulink® pour modéliser et animer un système de pendule inversé. Un pendule inversé a son centre de masse au-dessus de son point de pivot. Pour maintenir la stabilité de cette position, le système implémente une logique de contrôle pour déplacer le point de pivot au-dessous du centre de masse quand le pendule commence à tomber. Le pendule inversé est un problème de dynamique classique utilisé pour tester les stratégies de contrôle.

• Ouvrir le modèle

Ports

Entrée(s)

Port_1 — Signal d'entrée

scalaire | vecteur

Vecteur d’entrée dont la largeur est égale au nombre de colonnes des matrices B et D. Pour plus d’informations, consultez Description.

Conseil

Pour les signaux d’entrée entiers et en virgule fixe, utilisez le bloc Fixed-Point State-Space.

Types de données : single | double

Sortie(s)

Port_1 — Vecteur de sortie

scalaire | vecteur

Vecteur de sortie dont la largeur est égale au nombre de lignes des matrices C et D. Pour plus d’informations, consultez Description.

Types de données : single | double

Paramètres

Paramètres principaux

A — Coefficient de la matrice A

1 (par défaut) | scalaire | vecteur | matrice

Spécifiez le coefficient de la matrice A comme une matrice n x n à valeur réelle, où n est le nombre d’états. Pour plus d’informations sur les coefficients de matrice, consultez Description.

Utilisation programmatique

Paramètre de bloc : A

Type : vecteur de caractères

Valeurs : scalaire | vecteur | matrice

Par défaut : '1'

B — Coefficient de la matrice B

1 (par défaut) | scalaire | vecteur | matrice

Spécifiez le coefficient de la matrice B comme une matrice n x m à valeur réelle, où n est le nombre d’états et m le nombre d’entrées. Pour plus d’informations sur les coefficients de matrice, consultez Description.

Utilisation programmatique

Paramètre de bloc : B

Type : vecteur de caractères

Valeurs : scalaire | vecteur | matrice

Par défaut : '1'

C — Coefficient de la matrice, C

1 (par défaut) | scalaire | vecteur | matrice

Spécifiez le coefficient de la matrice C comme une matrice r x n à valeur réelle, où r est le nombre de sorties et n le nombre d’états. Pour plus d’informations sur les coefficients de matrice, consultez Description.

Utilisation programmatique

Paramètre de bloc : C

Type : vecteur de caractères

Valeurs : scalaire | vecteur | matrice

Par défaut : '1'

D — Coefficient de la matrice, D

1 (par défaut) | scalaire | vecteur | matrice

Spécifiez le coefficient de la matrice D comme une matrice r x m à valeur réelle, où r est le nombre de sorties et m le nombre d’entrées. Pour plus d’informations sur les coefficients de matrice, consultez Description.

Utilisation programmatique

Paramètre de bloc : D

Type : vecteur de caractères

Valeurs : scalaire | vecteur | matrice

Par défaut : '1'

Initial conditions — Vecteur d’état initial

0 (par défaut) | scalaire | vecteur

Spécifiez le vecteur d’état initial en tant que scalaire ou vecteur. Il ne peut pas contenir les valeurs inf ni NaN.

Utilisation programmatique

Paramètre de bloc : InitialCondition

Type : vecteur de caractères

Valeurs : scalaire | vecteur

Par défaut : '0'

Sample time (–1 for inherited) — Intervalle entre échantillons

-1 (par défaut) | scalaire | vecteur

Spécifiez l’intervalle de temps entre échantillons. Consultez la rubrique Spécifier les pas d'échantillonnage.

Utilisation programmatique

Paramètre de bloc : SampleTime

Type : vecteur de caractères

Valeurs : scalaire | vecteur

Par défaut : '-1'

Attributs d’état

State name — Nom unique de l’état du bloc

'' (par défaut) | chaîne de caractères alphanumériques

Utilisez ce paramètre pour attribuer un nom unique à l’état du bloc. La valeur par défaut est ' '. Lorsque ce champ est vide, aucun nom n’est attribué. N’oubliez pas de tenir compte des points suivants lorsque vous utilisez ce paramètre :

• Un identifiant valide commence par un caractère alphabétique ou underscore suivi de caractères alphanumériques ou underscore.

• Le nom de l’état s’applique uniquement au bloc sélectionné.

Ce paramètre active l’option State name must resolve to Simulink signal object lorsque vous cliquez sur Apply.

Pour plus d’informations, consultez C Data Code Interface Configuration for Model Interface Elements (Simulink Coder).

Utilisation programmatique

Paramètre de bloc : StateName

Type : vecteur de caractères

Valeurs : nom unique

Par défaut : ''

State name must resolve to Simulink signal object — Exiger que le nom d’état soit résolu par rapport à un objet de signal

off (par défaut) | on

Cochez cette case pour exiger que le nom d’état soit résolu par rapport à un objet de signal Simulink^®.

Dépendances

Pour activer ce paramètre, spécifiez une valeur pour State name. Ce paramètre n’apparaît que si vous définissez le paramètre de configuration de modèle Signal resolution sur une valeur autre que None.

Utilisation programmatique

Paramètre de bloc : StateMustResolveToSignalObject

Type : vecteur de caractères

Valeurs : 'off' | 'on'

Par défaut : 'off'

Caractéristiques des blocs

Types de données	double | single
Traversée directe	oui
Signaux multidimensionnels	non
Signaux de taille variable	non
Détection des passages à zéro	non

Capacités étendues

Génération de code C/C++

Générez du code C et C++ avec Simulink® Coder™.

Le code généré s’appuie sur les fonctions memcpy ou memset (string.h) dans certaines conditions.

Génération de code HDL

Générez du code VHDL, Verilog et SystemVerilog pour les designs FPGA et ASIC avec HLD Coder™.

HDL Coder™ fournit des options de configuration supplémentaires qui influent sur l’implémentation HDL et la logique synthétisée.

Architecture HDL

Ce bloc a une architecture HDL par défaut.

Propriétés de bloc HDL

Par défaut, la propriété de bloc HDL suivante est disponible.

Virgule flottante native
LatencyStrategy	Indiquez si vous souhaitez mapper les blocs de votre design sur inherit, Max, Min ou Zero pour l’opérateur à virgule flottante. La valeur par défaut est inherit. Consultez également LatencyStrategy (HDL Coder).

Génération de code PLC
Générez du texte structuré avec Simulink® PLC Coder™.

Historique des versions

Introduit avant R2006a

Voir aussi

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

Rubriques

• 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