Контроллер обратной связи состояния
Контроллер дискретного времени обратной связи состояния с интегральным действием
- Библиотека:
Simscape / Электрический / Управление / Общее Управление
Описание
Блок State-Feedback Controller реализует контроллер дискретного времени обратной связи состояния с интегральным действием. Используйте этот блок, чтобы управлять линейными системами с синглом или несколькими входными параметрами и один или несколькими выходными параметрами. Интегральное действие служит, чтобы устранить установившуюся ошибку в управляемых выходных параметрах. Можно задать контроллер, использующий предварительно вычисленное оптимальное усиление, или использовать модель в пространстве состояний системы, чтобы сгенерировать это усиление с помощью размещения полюса.
Уравнения
Интеграл ошибки отслеживания, xi, является дополнительным состоянием, которое гарантирует нулевую установившуюся ошибку для системы с обратной связью. Расширенный вектор состояния
Где:
x является вектором состояния.
xi является интегралом ошибки отслеживания.
xe является расширенным вектором состояния.
Поэтому действие управления
Где:
K является матрицей обратной связи, то есть, размещением полюса.
u является вывод контроллера.
Предположения
Системное измерение состояния и оценка происходят вне контроллера.
Порты
Входной параметр
r Ссылка объекта
скаляр
Системный сигнал ссылки объекта.
Типы данных: single | double
x Вектор состояния
вектор
Измеренный или оцененный системный вектор состояния.
Типы данных: single | double
Сброс Интегратор сбрасывается
скаляр
Внешний сигнал сброса (возрастающее ребро) для интегратора.
Типы данных: Boolean
y — Plant вывод
скаляр
Системный выходной сигнал объекта.
Типы данных: single | double
Вывод
u — Controller вывод
скаляр
Выходной сигнал системы управления.
Типы данных: single | double
Параметры
State-feedback design — Генерация контроллера
State-feedback gain (значение по умолчанию) | Desired eigenvalues
Выберите стратегию параметризации усиления контроллера:
State-feedback gain— Задайте усиление контроллера непосредственноDesired eigenvalues— Задайте модель объекта управления и желаемые собственные значения, от которых можно сгенерировать усиление контроллера
State-feedback parameterization — Параметризация обратной связи состояния
Discrete-time (значение по умолчанию) | Continuous-time
Выберите стратегию параметризации матриц пространства состояний и желаемых полюсов для контроллера. Реализация блока дискретна независимо от этой параметризации.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback design на Desired eigenvalues.
Controller matrix — Матрица контроллера
[1 1] (значение по умолчанию) | матрица
Матрица обратной связи контроллера. Чтобы определить матрицу контроллера, если у вас есть лицензия на Control System Toolbox™, используют функция lqi или lqr.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback design на State-feedback gain.
Discrete-time A matrix — Матрица в дискретное время
1 (значение по умолчанию) | действительный скаляр или матрица
Матрица состояния модели в пространстве состояний дискретного времени. Матрица должна быть квадратной с количеством строк и столбцов, равных порядку системы.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback parameterization на Discrete-time.
Discrete-time B matrix — B матрица в дискретное время
1 (значение по умолчанию) | действительный скаляр или матрица
Введите матрицу модели в пространстве состояний дискретного времени. Матрица B должна иметь количество строк, равных порядку системы и количеству столбцов, равных количеству системных входных параметров.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback parameterization на Discrete-time.
Discrete-time C matrix — C матрица в дискретное время
1 (значение по умолчанию) | действительный скаляр или матрица
Выходная матрица модели в пространстве состояний дискретного времени. Матрица C должна иметь количество строк, равных количество выходных параметров системы и количество столбцов, равных порядку системы.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback parameterization на Discrete-time.
Discrete-time D matrix — D матрица в дискретное время
1 (значение по умолчанию) | действительный скаляр или матрица
Проходная матрица модели в пространстве состояний дискретного времени. Матрица D должна иметь количество строк, равных количеству системы выходные параметры и количество столбцов, равных количеству системных входных параметров.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback parameterization на Discrete-time.
Continuous-time A matrix — Матрица в непрерывное время
1 (значение по умолчанию) | действительный скаляр или матрица
Матрица состояния непрерывно-разовой модели в пространстве состояний. Матрица должна быть квадратной с количеством строк и столбцов, равных порядку системы.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback parameterization на Continuous-time.
Continuous-time B matrix — B матрица в непрерывное время
1 (значение по умолчанию) | действительный скаляр или матрица
Введите матрицу непрерывно-разовой модели в пространстве состояний. Матрица B должна иметь количество строк, равных порядку системы и количеству столбцов, равных количеству системных входных параметров.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback parameterization на Continuous-time.
Continuous-time C matrix — C матрица в непрерывное время
1 (значение по умолчанию) | действительный скаляр или матрица
Выходная матрица непрерывно-разовой модели в пространстве состояний. Матрица C должна иметь количество строк, равных количество выходных параметров системы и количество столбцов, равных порядку системы.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback parameterization на Continuous-time.
Continuous-time D matrix — D матрица в непрерывное время
1 (значение по умолчанию) | действительный скаляр или матрица
Проходная матрица непрерывно-разовой модели в пространстве состояний. Матрица D должна иметь количество строк, равных количеству системы выходные параметры и количество столбцов, равных количеству системных входных параметров.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback parameterization на Continuous-time.
Discretization sample time — Шаг расчета дискретизации
0.1 (значение по умолчанию) | положительное вещественное число
Значение раньше дискретизировало матрицы пространства состояний и также аппроксимировало собственные значения дискретного времени.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback parameterization на Continuous-time и Sample time (-1 for inherited) к -1.
Desired eigenvalues (discrete) — Собственные значения наблюдателя
0 (значений по умолчанию) | вектор действительных чисел
Задайте местоположение собственных значений, чтобы лечь в модульном кругу. Усиление контроллера затем вычисляется на основе этих собственных значений. Размер вектора должен быть равен системному порядку плюс количество выходных параметров.
Control action upper limit — umax
5 (значение по умолчанию) | скаляр, больше, чем значение параметра Control action lower limit
Верхний предел для выходного сигнала управления.
Control action lower limit — umin
0 (значение по умолчанию) | скаляр
Нижний предел для выходного сигнала управления.
Sample time (-1 for inherited) — Интервал выборки
-1 (значение по умолчанию) | значение по умолчанию или положительное число
Временной интервал между выборками. Если блок в инициированной подсистеме, наследуйте шаг расчета путем установки этого параметра на -1. Если этот блок находится в модели шага непрерывной переменной, задайте шаг расчета явным образом. Для получения дополнительной информации смотрите то, Что Шаг расчета? (Simulink) и Настройка времени выборки (Simulink).
