Этот пример показывает, как использовать синтез LQG, чтобы разработать контроллер обратной связи для комбинированной головки дисковода с помощью Control System Designer.
Для получения дополнительной информации о системе и модели, см. Главу 14 "Цифрового управления Динамических систем", Франклином, Пауэллом и Рабочим.
Ниже изображение системы, которая будет смоделирована.
Образцовый вход является текущим управлением двигателем звуковой катушки, и вывод является сигналом ошибки положения (PES в % ширины дорожки). Чтобы узнать больше о 10-й модели порядка, смотрите Цифровое Сервоуправление Жесткого диска. Объект включает маленькую задержку. В целях этого примера проигнорируйте эту задержку.
load diskdemo Gr = tf(1e6,[1 12.5 0]); Gf1 = tf(w1*[a1 b1*w1],[1 2*z1*w1 w1^2]); % first resonance Gf2 = tf(w2*[a2 b2*w2],[1 2*z2*w2 w2^2]); % second resonance Gf3 = tf(w3*[a3 b3*w3],[1 2*z3*w3 w3^2]); % third resonance Gf4 = tf(w4*[a4 b4*w4],[1 2*z4*w4 w4^2]); % fourth resonance G = (ss(Gf1)+Gf2+Gf3+Gf4) * Gr; % convert to state space for accuracy
В этом примере разработайте полно упорядоченное средство отслеживания LQG, которое помещает комбинированную головку в правильном положении. Настройте средство отслеживания LQG, чтобы достигнуть требований реального исполнения и уменьшать порядок контроллера как можно больше. Например, превратите средство отслеживания LQG в контроллер PI формат.
Откройте Control System Designer, импортировав модель объекта управления.
controlSystemDesigner(G)
По умолчанию Control System Designer отображается, переходной процесс системы с обратной связью наряду с Предвещают и корневой годограф графические редакторы для ответа разомкнутого цикла.
Максимизируйте переходной процесс. Дважды кликните IOTransfer_r2y: продвиньтесь вкладка графика. Детали о том, как использовать Control System Designer, описаны в Начале работы с Control System Designer.
Компенсатор усиления единицы по умолчанию создает стабильную систему с обратной связью с большими колебаниями.
Нажмите Tuning Methods и выберите LQG Synthesis.
В диалоговом окне LQG Synthesis, в разделе Specifications, требованиях набора к производительности контроллера:
Ответ контроллера - Задает переходное поведение контроллера. Можно сделать контроллер более агрессивным в подавлении помех или более устойчивым против неуверенности объекта. Если вы полагаете, что ваша модель точна и что переменная, которой управляют, имеет достаточно большую область значений, агрессивный контроллер предпочтителен.
Шум измерения - Задает оценку уровня выходного шума измерения для вашего приложения. Чтобы произвести более устойчивый контроллер, задайте большую шумовую оценку.
Желаемый порядок контроллера - Задает вашу настройку порядка контроллера.
Используйте настройки ползунка по умолчанию в качестве первоначального проекта контроллера.
Нажмите Update Compensator. Новый Компенсатор отображен, и обновления переходного процесса.
Чтобы разработать более агрессивный контроллер, переместите ползунок ответа Контроллера в крайне левое. Более агрессивный контроллер уменьшает перерегулирование на 50% и уменьшает время установления на 70%.
Чтобы создать контроллер PI, сбросьте ползунок ответа Контроллера к среднему значению по умолчанию и установите Желаемый порядок контроллера к 1.
Нажмите Update Compensator.
Этот контроллер создает в большой степени колеблющуюся систему с обратной связью. Чтобы сделать контроллер менее агрессивным, переместите ползунок ответа Контроллера направо.
Нажмите Update Compensator.
Переходной процесс показывает, что проектирование контроллера PI обеспечивает хорошую отправную точку для основанного на оптимизации проекта. Для получения дополнительной информации смотрите Начало работы с Control System Designer.
