octave_packages/control-2.3.52/estim.m

   1 ## Copyright (C) 2009, 2010   Lukas F. Reichlin
   2 ##
   3 ## This file is part of LTI Syncope.
   4 ##
   5 ## LTI Syncope is free software: you can redistribute it and/or modify
   6 ## it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7 ## the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   8 ## (at your option) any later version.
   9 ##
  10 ## LTI Syncope is distributed in the hope that it will be useful,
  11 ## but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12 ## MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13 ## GNU General Public License for more details.
  14 ##
  15 ## You should have received a copy of the GNU General Public License
  16 ## along with LTI Syncope.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  17
  18 ## -*- texinfo -*-
  19 ## @deftypefn {Function File} {@var{est} =} estim (@var{sys}, @var{l})
  20 ## @deftypefnx {Function File} {@var{est} =} estim (@var{sys}, @var{l}, @var{sensors}, @var{known})
  21 ## Return state estimator for a given estimator gain.
  22 ##
  23 ## @strong{Inputs}
  24 ## @table @var
  25 ## @item sys
  26 ## LTI model.
  27 ## @item l
  28 ## State feedback matrix.
  29 ## @item sensors
  30 ## Indices of measured output signals y from @var{sys}.  If omitted, all outputs are measured.
  31 ## @item known
  32 ## Indices of known input signals u (deterministic) to @var{sys}.  All other inputs to @var{sys}
  33 ## are assumed stochastic.  If argument @var{known} is omitted, no inputs u are known.
  34 ## @end table
  35 ##
  36 ## @strong{Outputs}
  37 ## @table @var
  38 ## @item est
  39 ## State-space model of estimator.
  40 ## @end table
  41 ## @seealso{kalman, place}
  42 ## @end deftypefn
  43
  44 ## Author: Lukas Reichlin <lukas.reichlin@gmail.com>
  45 ## Created: November 2009
  46 ## Version: 0.2
  47
  48 function est = estim (sys, l, sensors = [], known = [])
  49
  50   if (nargin < 2 || nargin > 4)
  51     print_usage ();
  52   endif
  53
  54   if (! isa (sys, "lti"))
  55     error ("estim: first argument must be an LTI system");
  56   endif
  57
  58   [a, b, c, d, e, tsam] = dssdata (sys, []);
  59
  60   if (isempty (sensors))
  61     sensors = 1 : rows (c);
  62   endif
  63
  64   m = length (known);
  65   n = rows (a);
  66   p = length (sensors);
  67
  68   b = b(:, known);
  69   c = c(sensors, :);
  70   d = d(sensors, known);
  71
  72   f = a - l*c;
  73   g = [b - l*d, l];
  74   h = [c; eye(n)];
  75   j = [d, zeros(p, p); zeros(n, m), zeros(n, p)];
  76   ## k = e;
  77
  78   est = dss (f, g, h, j, e, tsam);
  79
  80   ## TODO: inname, stname, outname
  81
  82 endfunction
  83
  84
  85 %!shared m, m_exp
  86 %! sys = ss (-2, 1, 1, 3);
  87 %! est = estim (sys, 5);
  88 %! [a, b, c, d] = ssdata (est);
  89 %! m = [a, b; c, d];
  90 %! m_exp = [-7, 5; 1, 0; 1, 0];
  91 %!assert (m, m_exp, 1e-4);
  92
  93 %!shared m, m_exp
  94 %! sys = ss (-1, 2, 3, 4);
  95 %! est = estim (sys, 5);
  96 %! [a, b, c, d] = ssdata (est);
  97 %! m = [a, b; c, d];
  98 %! m_exp = [-16, 5; 3, 0; 1, 0];
  99 %!assert (m, m_exp, 1e-4);