主要内容

idnlgrey

非线性灰色矩形模型

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语法

sys = idnlgrey(文件名,秩序,参数)
sys = idnlgrey(文件名、秩序、参数InitialStates)
sys = idnlgrey(文件名、秩序、参数InitialStates Ts)
sys = idnlgrey(文件名、秩序、参数、InitialStates Ts,名称,值)

描述

sys= idnlgrey (文件名，订单，参数）中指定的模型结构创建非线性灰盒模型文件名的输出、输入和状态的数量订单，和模型参数。

sys= idnlgrey (文件名，订单，参数，InitialStates）指定模型的初始状态。

sys= idnlgrey (文件名，订单，参数，InitialStates，Ts）指定离散时间模型的采样时间。

sys= idnlgrey (文件名，订单，参数，InitialStates，Ts，名称,值）属性的附加属性idnlgrey使用一个或多个模型结构名称,值对参数。

对象描述

idnlgrey表示一个非线性灰盒模型。有关非线性灰盒模型的信息，请参见非线性灰盒模型的估计．

使用idnlgrey构造函数来创建非线性灰盒模型，然后利用该模型参数进行估计nlgreyest．

为idnlgrey对象属性,看属性．

例子

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打开生活的脚本

加载数据。

负载(fullfile (matlabroot“工具箱”，“识别”，“iddemos”，“数据”，“dcmotordata”));z = iddata (y, u, 0.1,“名字”，直流电机的）;

数据来自一个线性直流电动机，有一个输入(电压)和两个输出(角位置和角速度)。模型的结构由dcmotor_m.m文件。

创建一个非线性灰盒模型。

file_name =“dcmotor_m”；Order = [2 1 2];参数= (1;0.28);InitialStates = (0, 0);sys = idnlgrey (file_name、秩序、参数InitialStates 0.．.“名字”，直流电机的）;
打开生活的脚本

加载数据。

负载(fullfile (matlabroot“工具箱”，“识别”，“iddemos”，“数据”，“twotankdata”));z = iddata (y, u, 0.2,“名字”，“两个坦克”）;

该数据包含3000个双槽系统的输入输出数据样本。输入是施加在泵上的电压，输出是下槽的液位。

指定描述双槽系统模型结构的文件。该文件将状态导数和模型输出指定为时间、状态、输入和模型参数的函数。

文件名=“twotanks_c”；

指定型号订单[ny nu nx]。

Order = [1 1 2];

指定初始参数(Np = 6)。

参数= {0.5;0.0035;0.019;.．.9.81; 0.25; 0.016};

指定初始初始状态。

InitialStates = [0, 0.1];

指定为连续系统。

t = 0;

创建idnlgrey模型对象。

nlgr = idnlgrey(文件名、秩序、参数、InitialStates Ts,.．.“名字”，“两个坦克”）;

设置一些参数为常量。

nlgr.Parameters(1)。固定= true;nlgr.Parameters(4)。固定= true;nlgr.Parameters(5)。固定= true;

估计模型参数。

nlgr = nlgreyest (z, nlgr);

输入参数

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存储模型结构的函数或mex文件的名称，指定为字符向量(不包含文件扩展名)或用于计算状态和输出的函数句柄。如果文件名是字符向量吗“twotanks_c”，那么它必须指向一个MATLAB®文件、P-code文件或mex文件。有关文件变量的更多信息，请参见指定非线性灰盒模型结构．

模型的输出、输入和状态的数量，指定为以下之一:

  • 向量(纽约νNx)，指定模型输出的数量纽约,输入ν,州Nx．

  • 结构领域“纽约”，“怒”,“Nx”．

对于时间序列,ν被设置为0，对于静态模型结构，Nx被设置为0．

模型的参数，指定为以下之一:

  • Np-by-1结构数组Np是参数的个数。该结构包含以下字段:

    场 描述 默认的
    的名字 参数的名称，指定为字符向量。例如,“压力”． “π”,在那里我是一个整数(1、Np)
    单位 参数的单位，指定为字符向量。 ＇＇
    价值

    参数的初始值，指定为:

    • 有限的真正的标量

    • 有限实列向量

    • 二维的矩阵
    最低

    参数的最小值，指定为大小相同的实标量、列向量或矩阵价值．

    最低> =价值对所有组件。

    		 无穷(大小(值))
    最大

    参数的最大值，指定为与。大小相同的实标量、列向量或矩阵价值．

    价值< =最大对所有组件。

    		 正(大小(值))
    固定 指定参数是否固定为其初始值，该初始值指定为布尔标量、列向量或大小相同的矩阵价值．

    false(大小(值))

    意味着，估计所有的参数

    类的子字段使用点表示法我参数。例如,对于idnlgrey模型米,我该参数的访问方式为M.Parameters(我)和它的子域固定通过M.Parameters .Fixed(我)．

  • Np有限初始值的-乘1向量，InParameters．

    数据被转换为具有字段默认值的结构的名字，单位，最低，最大,固定．

    价值为其赋值InParameters(我),在那里我是一个整数(1、Np)

  • Np包含有限实标量、有限实向量或初始值的有限实二维矩阵的单元数组。

    这些字段使用默认值的名字，单位，最低，最大,固定．

模型参数的初始状态指定为以下之一:

  • Nx-by-1结构数组Nx是状态数。该结构包含以下字段:

    场 描述 默认的
    的名字 状态的名称，指定为字符向量。 “十一”,在那里我是一个整数[1, Nx]
    单位 状态的单位，指定为字符向量。 ＇＇
    价值

    初始状态的初始值，指定为:

    • 有限实标量

    • 一个有限实数1 ×不向量,不数据集中的实验数量用于估计吗
    最低

    初始状态的最小值，指定为实标量或1乘-不大小相同的向量价值．

    最低> =价值对所有组件。

    		 无穷(大小(值))
    最大

    参数的最大值，指定为实标量或1 × -不大小相同的向量价值．

    价值< =最大对所有组件。

    		 正(大小(值))
    固定 指定初始状态是否固定为其初始值(指定为布尔标量或1 × -)不大小相同的向量价值

    真正的(大小(值))

    这意味着，不要估计初始状态。

    类的子字段使用点表示法我初始状态。例如,对于idnlgrey模型米,我初始状态被访问M.InitialStates(我)和它的子域固定通过M.InitialStates .Fixed(我)．

  • []．

    使用字段的默认值创建结构的名字，单位，最低，最大,固定．

    价值为其赋值0．

  • 一个真正的有限Nx——- - - - - -不矩阵(InitStates）.

    价值的我结构数组元素为InitStates (Ne)的行向量不元素。最低，最大,固定将负，正而且真正的相同大小的行向量InitStates (Ne)．

  • 单元格阵列，其大小为1 × -的有限实向量不或{}(一样[]）.

采样时间，指定为表示采样周期的正标量。参数指定的单位表示该值TimeUnit模型的属性。对于连续时间模型Ts等于0(默认值)。

名称-值参数

指定可选参数对为Name1 = Value1,…,以=家,在那里的名字参数名称和价值对应的值。名-值参数必须出现在其他参数之后，但对的顺序并不重要。

在R2021a之前，名称和值之间用逗号隔开，并括起来的名字在报价。

使用名称,值参数来指定附加的属性的idnlgrey模型创建过程中的模型。

属性

idnlgrey对象属性包括:

文件名

存储模型结构的函数或mex文件的名称，指定为字符向量(不带扩展名)或用于计算状态和输出的函数句柄。如果文件名是字符向量吗“twotanks_c”，那么它必须指向MATLAB文件、P-code文件或mex文件。有关文件变量的更多信息，请参见指定非线性灰盒模型结构．

订单

模型的输出、输入和状态的数量，指定为以下之一:

  • 向量(纽约νNx)，指定模型输出的数量纽约,输入ν,州Nx．

  • 结构领域“纽约”，“怒”,“Nx”．

对于时间序列,ν被设置为0，对于静态模型结构，Nx被设置为0．

参数

模型的参数，指定为以下之一:

  • Np-by-1结构数组Np是参数的个数。该结构包含以下字段:

    场 描述 默认的
    的名字 参数的名称，指定为字符向量。例如,“压力”． “π”,在那里我是一个整数(1、Np)
    单位 参数的单位，指定为字符向量。 ＇＇
    价值

    参数的初始值，指定为:

    • 有限的真正的标量

    • 有限实列向量

    • 二维的矩阵
    最低

    参数的最小值，指定为大小相同的实标量、列向量或矩阵价值．

    最低> =价值对所有组件。

    		 无穷(大小(值))
    最大

    参数的最大值，指定为与。大小相同的实标量、列向量或矩阵价值．

    价值< =最大对所有组件。

    		 正(大小(值))
    固定 指定参数是否固定为其初始值，该初始值指定为布尔标量、列向量或大小相同的矩阵价值．

    false(大小(值))

    意味着，估计所有的参数

  • Np有限初始值的-乘1向量，InParameters．

    数据被转换为具有字段默认值的结构的名字，单位，最低，最大,固定．

    价值为其赋值InParameters(我),在那里我是一个整数(1、Np)

  • Np包含有限实标量、有限实向量或初始值的有限实二维矩阵的单元数组。

    使用字段的默认值创建结构的名字，单位，最低，最大,固定．

类的子字段使用点表示法我参数。例如,对于idnlgrey模型米,我该参数的访问方式为M.Parameters(我)和它的子域固定通过M.Parameters .Fixed(我)．

InitialStates

模型参数的初始状态指定为以下之一:

  • Nx-by-1结构数组Nx是状态数。该结构包含以下字段:

    场 描述 默认的
    的名字 状态的名称，指定为字符向量。 “十一”,在那里我是一个整数[1, Nx]
    单位 状态的单位，指定为字符向量。 ＇＇
    价值

    初始状态的初始值，指定为:

    • 有限实标量

    • 一个有限实数1 ×不向量,不数据集中的实验数量用于估计吗
    最低

    初始状态的最小值，指定为实标量或1乘-不大小相同的向量价值．

    最低> =价值对所有组件。

    		 无穷(大小(值))
    最大

    参数的最大值，指定为实标量或1 × -不大小相同的向量价值．

    价值< =最大对所有组件。

    		 正(大小(值))
    固定 指定初始状态是否固定为其初始值(指定为布尔标量或1 × -)不大小相同的向量价值

    真正的(大小(值))

    这意味着，不要估计初始状态。

  • []．

    使用字段的默认值创建结构的名字，单位，最低，最大,固定．

    价值为其赋值0．

  • 一个真正的有限Nx——- - - - - -不矩阵(InitStates）.

    价值的我结构数组元素为InitStates (Ne)的行向量不元素。最低，最大,固定将负，正而且真正的相同大小的行向量InitStates (Ne)．

  • 单元格阵列，其大小为1 × -的有限实向量不或{}(一样[]）.

    使用字段的默认值创建结构的名字，单位，最低，最大,固定．

类的子字段使用点表示法我初始状态。例如,对于idnlgrey模型米,我初始状态被访问M.InitialStates(我)和它的子域固定通过M.InitialStates .Fixed(我)．

FileArgument

中指定的传递给ODE文件(函数或mex文件)的辅助变量文件名，指定为单元格数组。这些变量被用作指定状态和/或输出方程的额外输入。
默认值:{}．

SimulationOptions

一个指定模拟方法和相关选项的结构，包含以下字段:

场 描述 默认的
AbsTol

绝对误差宽容。这个标量适用于状态向量的所有分量。

适用于:变步长求解器。

可分配值:一个正的实际值。

 1 e-6
FixedStep

求解器使用的步长。

适用于:固定步长时间连续求解器。

可转让的价值观:

  • “汽车”—自动选择初始步骤。

  • 真正的价值如此0 < FixedStep < = 1．

“汽车”

自动选择初始步骤。
InitialStep

指定ODE求解器启动的初始步骤。

适用于:变步长，时间连续求解器。

可转让的价值观:

  • “汽车”—自动选择初始步骤。

  • 一个正的实值MinStep < = InitialStep < = MaxStep．

“汽车”

自动选择初始步骤。
MaxOrder

指定数值微分公式(NDF)的顺序。

适用于:ode15s。

可赋值:1、2、3、4或5。

 5
MaxStep

指定ODE求解器的最大时间步长。

适用于:变步长，时间连续求解器。

可转让的价值观:

  • “汽车”—自动选择时间步长。

  • 一个正的实际值>MinStep．

“汽车”

自动选择时间步长。
MinStep

指定ODE求解器的最小时间步长。

适用于:变步长，时间连续求解器。

可转让的价值观:

  • “汽车”—自动选择时间步长。

  • 正实值<MaxStep．

“汽车”

自动选择时间步长。
RelTol

适用于状态向量的所有分量的相对容错。每个积分步骤的估计误差满足|e(i)| <= max(RelTol*abs(x(i))， AbsTol(i))．

适用于:变步长，时间连续求解器。

可分配值:一个正的实际值。

1 e - 3

精度(0.1%)。
解算器

用于求解状态空间方程的ODE(常微分/差分方程)求解器。

  • 时间连续变步长求解器idnlgrey模型:

    • “数值”-龙格-库塔(4,5)非刚性问题求解器。

    • “ode23”-龙格-库塔(2,3)非刚性问题求解器。

    • “ode113”-非刚性问题的Adams-Bashforth-Moulton求解器。

    • “ode15s”-求解刚性问题的数值微分公式。

    • “ode23s”-修改Rosenbrock求解僵硬问题。

    • “ode23t”-用于中等硬度问题的梯形求解器。

    • “ode23tb”-针对复杂问题的隐式龙格-库塔求解器。

  • 时间连续的固定步解idnlgrey模型:

    • “ode5”——Dormand-Prince解算器。

    • “ode4”-四阶龙格-库塔求解器。

    • “ode3”——Bogacki-Shampine解算器。

    • “ode2”- Heun或改进的欧拉求解器。

    • “ode1”——欧拉求解程序。

  • 时间离散的固定步求解器idnlgrey模型:“FixedStepDiscrete”

  • 一般:“汽车”-自动选择一个以前的求解器。

“汽车”

自动选择一个解算器。

报告

方法对模型进行估计时，包含有关估计选项和结果的信息的摘要报告nlgreyest命令。使用报告查询估算模型，包括:

  • 估算方法

  • 估计选项

  • 搜索终止条件

  • 估计数据符合

的内容报告如果模型是由构造创建的，则不相关。

nlgr = idnlgrey (“dcmotor_m”(2, 1, 2), 1, 0.28, 0, 0, 0,“名字”，直流电机的）;nlgr.Report.OptionsUsed
ans = []

如果你使用nlgreyest为估计模型，取报告包含关于评估数据、选项和结果的信息。

负载(fullfile (matlabroot“工具箱”,“识别”,“iddemos”,“数据”,“dcmotordata”));z = iddata (y, u, 0.1,“名字”,“直流电机”);nlgr = idnlgrey (dcmotor_m,(2, 1, 2)[1; 0.28],(0, 0), 0, '名称','直流电机');nlgr = nlgreyest (z, nlgr);nlgr.Report.OptionsUsed
为nlgreyest命令设置的选项:GradientOptions: [1x1 struct] EstimateCovariance: 1 Display: 'off' Regularization: [1x1 struct] SearchMethod: 'auto' SearchOptions: [1x1 idoptions.search. properties。OutputWeight:[]高级:[1x1 struct]

报告是一个只读属性。

有关此属性和如何使用它的更多信息，请参见输出参数在nlgreyest参考页面和评估报告．

TimeVariable

输入、输出和内部状态的自变量，指定为字符向量。

默认值:“t”

NoiseVariance

模型创新的噪声方差(协方差矩阵)e．
可赋值是纽约——- - - - - -纽约矩阵。
通常由估计算法自动设置。

Ts

样品时间。Ts表示采样周期的正标量。属性指定的单位表示此值TimeUnit模型的属性。对于连续时间模型，Ts等于0(默认值)。

更改此属性不会对模型进行离散化或重新采样。

默认值:0

TimeUnit

时间变量的单位是采样时间Ts，以及模型中的任何时间延迟，指定为以下值之一:

  • “纳秒”

  • 微秒的

  • 的毫秒

  • “秒”

  • “分钟”

  • “小时”

  • “天”

  • “周”

  • “月”

  • “年”

更改此属性对其他属性没有影响，因此会更改整个系统行为。使用chgTimeUnit(控制系统工具箱)在不修改系统行为的情况下在时间单位之间进行转换。

默认值:“秒”

InputName

输入通道名，指定为以下之一:

  • 字符向量——例如，对于单输入模型，“控制”．

  • 字符向量的单元格数组-用于多输入模型。

或者，使用自动矢量展开来为多输入模型分配输入名称。例如,如果sys为双输入模型，输入:

sys。InputName =“控制”;

输入名称自动展开为{“控制(1)”,“控制”(2)}．

当你估计一个模型使用iddata对象,数据，软件自动设置InputName来数据。InputName．

你可以使用速记符号u请参阅InputName财产。例如,sys.u相当于sys。InputName．

输入通道名有几种用法，包括:

  • 识别模型显示和图上的通道

  • 提取MIMO系统的子系统

  • 在连接模型时指定连接点

默认值:＇＇对于所有的输入通道

InputUnit

输入通道单位，指定为以下之一:

  • 字符向量——例如，对于单输入模型，“秒”．

  • 字符向量的单元格数组-用于多输入模型。

使用InputUnit跟踪输入信号单位。InputUnit对系统行为没有影响。

默认值:＇＇对于所有的输入通道

InputGroup

输入通道组。的InputGroup属性允许您将MIMO系统的输入通道分配到组中，并通过名称引用每个组。将输入组指定为结构。在这个结构中，字段名是组名，字段值是属于每个组的输入通道。例如:

sys.InputGroup.controls = [1 2];sys.InputGroup.noise = [3 5];

创建名为控制而且噪音分别包括输入通道1,2和3,5。然后，您可以从控制输入所有输出使用:

sys(:,“控制”)

默认值:不带字段的结构

OutputName

输出通道名，指定为以下之一:

  • 字符向量——用于单输出模型。例如,“测量”．

  • 字符向量的单元格数组-用于多输出模型。

或者，使用自动矢量展开来为多个输出模型分配输出名称。例如,如果sys为双输出模型，输入:

sys。OutputName =“测量”;

输出名称自动展开为{“测量(1)”,“测量”(2)}．

当你估计一个模型使用iddata对象,数据，软件自动设置OutputName来数据。OutputName．

你可以使用速记符号y请参阅OutputName财产。例如,sys.y相当于sys。OutputName．

输出通道名有几种用法，包括:

  • 识别模型显示和图上的通道

  • 提取MIMO系统的子系统

  • 在连接模型时指定连接点

默认值:＇＇对于所有输出通道

OutputUnit

输出通道单位，指定为以下之一:

  • 字符向量——用于单输出模型。例如,“秒”．

  • 字符向量的单元格数组-用于多输出模型。

使用OutputUnit跟踪输出信号单位。OutputUnit对系统行为没有影响。

默认值:＇＇对于所有输出通道

OutputGroup

输出通道组。的OutputGroup属性允许您将MIMO系统的输出通道分配到组中，并通过名称引用每个组。将输出组指定为结构。在这个结构中，字段名是组名，字段值是属于每个组的输出通道。例如:

sys.OutputGroup.temperature = [1];sys.InputGroup.measurement = [3 5];

创建名为温度而且测量其中分别包括输出通道1、3、5。然后可以从所有输入中提取子系统测量输出使用:

系统(“测量”,:)

默认值:不带字段的结构

的名字

系统名称，指定为字符向量。例如,“system_1”．

默认值:＇＇

笔记

希望与系统关联的任何文本，存储为字符串或字符向量的单元格数组。属性存储您提供的任何数据类型。例如,如果sys1而且sys2是动态系统模型，可以设置它们吗笔记属性如下:

sys1。笔记=sys1有一个字符串。；sys2。笔记=sys2有一个字符向量。；sys1。笔记sys2。笔记
Ans = "sys1 has a string." Ans = " sys2 has a character vector. "

默认值:(0×1的字符串)

用户数据

您希望与系统关联的任何类型的数据，指定为任何MATLAB数据类型。

默认值:[]

输出参数

全部折叠

非线性灰盒模型，返回为idnlgrey对象。

更多关于

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idnlgrey状态的定义

一个州idnlgrey模型在存储模型结构的函数或mex文件中显式定义。非线性灰盒模型的仿真和预测需要状态。使用findstates搜索用于模拟和预测的状态值sim卡，预测,比较．

请注意

控件配置状态的初始值InitialStates财产的idnlgrey模型。

版本历史

介绍了R2007a

另请参阅

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