模型线性化器

线性化 Simulink 模型

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说明

您可以使用模型线性化器对非线性 Simulink® 模型执行线性分析。

使用此 App，您可以：

  • 在不同工作点处以交互方式线性化模型

  • 通过配平或仿真模型以交互方式获取工作点

  • 执行非线性模型的精确线性化

  • 执行非线性模型的频率响应估计

  • 针对不同参数值批量线性化模型

  • 生成用于执行线性化任务的 MATLAB® 代码

  • 生成用于计算工作点的 MATLAB 代码

限制

  • 包含配置为使用局部求解器的引用模型的模型层次结构不支持线性化。

  • 配置为使用局部求解器的 Simscape™ 网络不支持线性化。

Model Linearizer app

打开 模型线性化器 App

  • Simulink 工具条：在 App 选项卡的控制系统下，点击模型线性化器。

  • Simulink 工具条：在 App 选项卡的控制系统下，点击频率响应估计器。

  • Simulink 工具条：在线性化选项卡上，点击模型线性化器。

  • Simulink 工具条：在线性化选项卡上，点击频率响应估计器。

  • Simulink 工具条：在线性化选项卡上，点击线性化模块。

示例

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要将线性化结果或估计结果导出到 MATLAB 工作区，请在绘图和结果选项卡上，点击导出结果。

或者，要导出模型，请在数据浏览器的线性分析工作区中右键点击模型，然后选择导出到 MATLAB 工作区。

您可以将批量线性化结果导出为线性参数变化 (LPV) 模型或线性时变 (LTV) 模型。

  1. 通过为线性化指定以下任一设置来配置批量线性化：

  2. 在线性分析选项卡上，选择为 LTV/LPV 导出做准备。

  3. 对模型进行线性化。

  4. 在绘图和结果选项卡上，点击导出为 LTV/LPV。

  5. 在“导出 LTV/LPV 模型”对话框中，在表中选择一个线性化结果。

  6. 在导出为列中，为 MATLAB 工作区中的变量指定名称。

  7. 要创建一个包含使用所导出模型的 LPV System 模块或 LTV System 模块的模型，请选择创建 Simulink 模块。

  8. 在内插方法下，选择以下用于在线性模型之间进行内插的方法之一。

    • linear

    • nearest

    • next

    • previous

    • pchip

    • cubic

    • spline

    • makima

    为线性化结果创建 Simulink 模型时，您可以将内插方法指定为 linear、nearest 或 flat。

  9. 在外插方法下，选择以下用于在可用线性模型范围之外进行外插的方法之一。有关内插方法和外插方法的详细信息，请参阅 griddedInterpolant 和 scatteredInterpolant。

    • clip

    • linear

    • nearest

    • next

    • previous

    • pchip

    • cubic

    • spline

    • makima

    为线性化结果创建 Simulink 模型时，您可以将插值方法指定为 clip 或 linear。

  10. 点击导出。

相关示例

参数

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“线性分析”选项卡

线性化输入、输出和环路开口。显示当前活动的 I/O 集。要更改 I/O 集，请选择以下项之一：

  • 模型 I/O - 使用 Simulink 模型中指定的输入、输出和环路开口。有关在模型中指定分析点的详细信息，请参阅指定要在 Simulink 模型中线性化的模型部分。

  • 根级输入端口和输出端口 - 使用 Simulink 模型的根级输入和输出。

  • 线性化当前所选模块 - 使用 Simulink 模型中当前所选模块的输入端口和输出端口。

  • 创建新的线性化 I/O - 指定输入、输出和环路开口。有关详细信息，请参阅指定要在模型线性化器中线性化的模型部分。

  • 现有 I/O - 选择以前创建的 I/O 集。

  • 查看/编辑 - 查看或编辑当前所选工作点。有关详细信息，请参阅编辑分析点。

线性化工作点。系统会显示当前工作点。要更改工作点，请选择以下项之一：

  • 模型初始条件 - 使用 Simulink 中定义的初始条件。

  • 线性化位置 - 使用模型初始条件仿真模型，并使用指定时间的仿真快照作为工作点。有关详细信息，请参阅在仿真快照处线性化。

  • 在多点进行线性化 - 选择多个以前创建的工作点。

  • 现有工作点 - 选择以前创建的工作点。

  • 配平模型 - 计算稳态工作点。有关详细信息，请参阅Compute Steady-State Operating Points。

  • 创建仿真快照 - 使用模型初始条件仿真模型，并在指定的仿真快照时间计算一个工作点。有关详细信息，请参阅Find Operating Points at Simulation Snapshots。

  • 查看/编辑 - 查看或编辑当前所选工作点。

要针对批量线性化改变参数，请在下拉列表中点击选择要改变的参数。在参数变化选项卡上，指定要改变的参数。

使用数值扰动对模型进行线性化时，不支持参数变化。

有关详细信息，请参阅Specify Parameter Samples for Batch Linearization。

选择在线性化后显示结果详细信息。有关详细信息，请参阅View Linearized Model Equations Using Model Linearizer。

选择此项可在线性化过程中收集诊断信息并打开顾问选项卡，以对线性化问题进行交互式故障排除。有关详细信息，请参阅Troubleshoot Linearization Results in Model Linearizer。

注意

仅当您在对模型进行线性化之前选择线性化顾问时，模型线性化器才会收集诊断信息。

要根据批量线性化结果生成线性时变 (LTV) 模型或线性参数变化 (LPV) 模型，您必须在对模型进行线性化之前选择为 LTV/LPV 导出做准备。

当您选择了为 LTV/LPV 导出做准备时，模型线性化器会设置以下线性化选项。

  • 将模块简化范围选项设置为各模型一致，以确保批量线性化结果中的所有线性化模型具有一致的状态定义。该设置意味着软件仅删除对线性化模型数组中所有模型的输入-输出映射均无贡献的状态和延迟。

  • 选择随线性模型存储偏移量选项。软件会将所有工作点偏移量值存储在生成的线性化模型中，并在导出 LPV/LTV 模型时一同导出这些偏移量值。

如果您手动指定这些线性化选项，而不是选择为 LTV/LPV 导出做准备，您仍然可以将线性化结果导出为 LTV 模型或 LPV 模型。

依赖关系

此选项在您通过指定参数网格 (LPV) 或快照时间向量 (LTV) 来定义批量线性化时可用。

“估计”选项卡

估计输入信号。系统将显示当前输入信号。要更改输入信号，请选择以下项之一：

  • 正弦流 - 创建一个由不同频率的相邻正弦波组成的输入信号。有关详细信息，请参阅正弦流输入信号。

  • 固定采样时间正弦流 - 创建一个具有指定采样时间的离散时间正弦流输入。

  • 啁啾 - 创建一个扫频余弦输入信号。有关详细信息，请参阅Chirp Input Signals。

  • 随机 - 创建一个随机输入信号。

  • PRBS 伪随机二进制序列 - 创建一个伪随机二进制序列 (PRBS) 输入信号。有关详细信息，请参阅PRBS Input Signals。

线性化输入、输出和环路开口。显示当前活动的 I/O 集。要更改 I/O 集，请选择以下项之一：

  • 模型 I/O - 使用 Simulink 模型中指定的输入、输出和环路开口。有关在模型中指定分析点的详细信息，请参阅指定要在 Simulink 模型中线性化的模型部分。

  • 根级输入端口和输出端口 - 使用 Simulink 模型的根级输入和输出。

  • 线性化当前所选模块 - 使用 Simulink 模型中当前所选模块的输入端口和输出端口。

  • 创建新的线性化 I/O - 指定输入、输出和环路开口。有关详细信息，请参阅指定要在模型线性化器中线性化的模型部分。

  • 现有 I/O - 选择以前创建的 I/O 集。

  • 查看/编辑 - 查看或编辑当前所选工作点。有关详细信息，请参阅编辑分析点。

线性化工作点。系统会显示当前工作点。要更改工作点，请选择以下项之一：

  • 模型初始条件 - 使用 Simulink 中定义的初始条件。

  • 线性化位置 - 使用模型初始条件仿真模型，并使用指定时间的仿真快照作为工作点。有关详细信息，请参阅在仿真快照处线性化。

  • 在多点进行线性化 - 选择多个以前创建的工作点。

  • 现有工作点 - 选择以前创建的工作点。

  • 配平模型 - 计算稳态工作点。有关详细信息，请参阅Compute Steady-State Operating Points。

  • 创建仿真快照 - 使用模型初始条件仿真模型，并在指定的仿真快照时间计算一个工作点。有关详细信息，请参阅Find Operating Points at Simulation Snapshots。

  • 查看/编辑 - 查看或编辑当前所选工作点。

选择此项可显示有关估计配置和用于估计的输入信号的结果详细信息。

选择此项可收集在估计后显示的诊断信息。您可以使用诊断信息来分析估计结果并对估计问题进行故障排除。有关详细信息，请参阅Analyze Estimated Frequency Response。

注意

模型线性化器仅在执行估计任务前选中诊断查看器时才会收集诊断信息。

版本历史记录

在 R2011b 中推出

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另请参阅

App

函数