如何在MATLAB中从数组中生成多个状态空间

Question

我想问一下如何从数组创建多个状态空间。

输入是：

A1toA100 (100xn double)
B1toB100 (100xp double)
C1toC100 (100xn double)
D1toD100 (100xp double)

示例：

A1toA10 =

   -0.5909
   -0.4178
   -0.3412
   -0.2954
   -0.2643
   -0.2412
   -0.2233
   -0.2089
   -0.1970
   -0.1869

>> B1toB10

B1toB10 =

   33.3333
   33.3333
   33.3333
   33.3333
   33.3333
   33.3333
   33.3333
   33.3333
   33.3333
   33.3333

>> C1toC10

C1toC10 =

     1
     1
     1
     1
     1
     1
     1
     1
     1
     1

>> D1toD10

D1toD10 =

     0
     0
     0
     0
     0
     0
     0
     0
     0
     0

其中每一个都包含100个相应类型的矩阵(A、B、C或D)。

输出应该是：

SS1toSS100 (100x ss)

其中有一个状态空间对应于每一组矩阵。

第一个系统的示例：

用这个代码

ss([-0.5909],[33.3333],[1],[0])

我得到了正确的输出。四个数字，一个系统<1x1 ss>。这是：

ans =

  a = 
            x1
   x1  -0.5909

  b = 
          u1
   x1  33.33

  c = 
       x1
   y1   1

  d = 
       u1
   y1   0

但是，使用此代码：

for i=1:2
    pom=[-0.5909 33.3333 1 0]
    SS1toSS10(i)=ss(pom(1),pom(2),pom(3),pom(4));
end

虽然我应该得到与第一个系统相同的2个系统，但我得到了以下结果：

 SS1toSS10

SS1toSS10 =

  a = 
            x1       x2
   x1  -0.5909        0
   x2        0  -0.5909

  b = 
          u1     u2
   x1  33.33      0
   x2      0  33.33

  c = 
       x1  x2
   y1   1   1

  d = 
       u1  u2
   y1   0   0

Continuous-time state-space model.

这是个错误的答案。

方法1:

for i=1:length(A1toA100)
    SS1toSS100(i)=ss(A1toA100(i),B1toB100,C1toC100,D1toD100);
end

这已经生成了100个矩阵维为200x200的状态空间，这是错误的，正如我所期望的2x2维。显然，考虑了整个矩阵的维数。

例如，输入向量的输出示例：

S1toS10(1,1).a

-0,417825056426464  0   0   0   0   0   0   0   0   0
0   -0,341152729998142  0   0   0   0   0   0   0   0
0   0   -0,295446930748805  0   0   0   0   0   0   0
0   0   0   -0,264255768359200  0   0   0   0   0   0
0   0   0   0   -0,241231408801990  0   0   0   0   0
0   0   0   0   0   -0,223336886965331  0   0   0   0
0   0   0   0   0   0   -0,208912528213232  0   0   0
0   0   0   0   0   0   0   -0,196964620499203  0   0
0   0   0   0   0   0   0   0   -0,186857045774452  0
0   0   0   0   0   0   0   0   0   -0,590893861497609

S1toS10(1,1).b

0
0
0
0
0
0
0
0
0
33,3333333333333

S1toS10(1,1).c

1   1   1   1   1   1   1   1   1   1

S1toS10(1,1).d

0

方法2:

for i=1:length(A1toA100)
    SS1toSS100(i)=arrayfun(@ss,A1toA100(i),B1toB100,C1toC100,D1toD100);
end

最后会出现这个错误。

当前未实现使用arrayfun输出类型的错误。

谢谢你的帮助，佩尔

Answer 1

现在我明白你的问题了！你的上一次编辑很重要。

在一个变量中存储多个状态空间模型的唯一方法是一个struct。因此，您的循环必须如下所示：

SS1toSS100(100) = struct;   %pre-allocation
for ii=1:100
    temp_ss = ss( A1toA100(ii) , B1toB100(ii) , C1toC100(ii) , D1toD100(ii) );
    SS1toSS100(ii) = struct('ss',temp_ss);
end

甚至更短：

SS1toSS100(100) = struct;   %pre-allocation
for ii=1:100
    SS1toSS100(ii).ss = ss( A1toA100(ii) , B1toB100(ii) , C1toC100(ii) , D1toD100(ii) );
end

它为您提供了一个包含100个ss对象的结构。

例如，如果您现在想访问第五个数据库，请键入：

SS1toSS100(5).ss

然后你就会得到

ans =

  a = 
            x1
   x1  -0.5909

  b = 
          u1
   x1  33.33

  c = 
       x1
   y1   1

  d = 
       u1
   y1   0

Continuous-time state-space model.

PS:不要使用i作为迭代变量，这是一个内部的Matlab变量，并为复数保留