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上升时间、稳定时间和其他阶跃响应特征
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说明
stepinfo
可用于计算动态系统模型或阶跃响应数据数组的阶跃响应特征。对于阶跃响应 y(t),stepinfo
计算相对于 yinit 和 yfinal 的特征,其中 yinit 是初始偏移量(即施加阶跃之前的值),yfinal 是响应的稳态值。这些值取决于您使用的语法。
对于动态系统模型
sys
,stepinfo
使用 yinit = 0 且 yfinal = 稳态值。对于阶跃响应数据数组
[y,t]
,stepinfo
使用 yinit = 0 且 yfinal =y
的最后一个采样值,除非您显式指定这些值。
有关 stepinfo
如何计算阶跃响应特征的详细信息,请参阅算法。
下图说明了 stepinfo
为阶跃响应计算的一些特征。对于此响应,假设当 t < 0 时,y(t) = 0,因此 yinit = 0。
示例
输入参数
输出参量
算法
对于阶跃响应 y(t),stepinfo
计算相对于 yinit 和 yfinal 的特征。默认情况下,对于动态系统模型 sys
,stepinfo
使用 yinit = 0 且 yfinal = 稳态值。
下表显示了 stepinfo
如何计算每个特征。
阶跃响应特征 | 描述 |
---|---|
RiseTime | 响应从 yinit 到 yfinal 变化区间的 10% 升到 90% 所需的时间 |
TransientTime | 当 t ≥ T 时,第一个使得误差 |y(t) – yfinal| ≤ SettlingTimeThreshold × emax 的时间 T,其中 emax 是 t ≥ 0 时的最大误差 |y(t) – yfinal|。 默认情况下,SettlingTimeThreshold = 0.02(峰值误差的 2%)。瞬态时间衡量瞬态动态特性消失的速度。 |
SettlingTime | 当 t ≥ T 时,第一个使得误差 |y(t) – yfinal| ≤ SettlingTimeThreshold × |yfinal – yinit| 的时间 T。 默认情况下, |
SettlingMin | 响应上升后 y(t) 的最小值 |
SettlingMax | 响应上升后 y(t) 的最大值 |
Overshoot | 超调百分比。相对于归一化响应 ynorm(t) = (y(t) – yinit)/(yfinal – yinit),超调为零和 100 × max(ynorm(t) – 1) 中的较大者。 |
Undershoot | 欠调百分比。相对于归一化响应 ynorm(t),欠调为零和 –100 × min(ynorm(t) ) 中的较小者。 |
Peak | |y(t) – yinit| 的峰值 |
PeakTime | 峰值出现的时间 |
对于复数响应,stepinfo
通过将 y(t) 投影到从 yinit 到 yfinal 所连成的射线上计算 RiseTime
、Overshoot
和 Undershoot
。复数响应的所有其他特征与上表中的定义相同,并基于 y、yinit 和 yfinal 中复数值的模进行计算。下图显示了投影到从 yinit 到 yfinal 的射线上的 10% 和 90% 上升时间点。 (自 R2025a 起)