Задайте архитектуру управления в Control System Tuner

Об архитектуре управления

Control System Tuner позволяет вам настроить систему управления, имеющую любую архитектуру. Control system architecture задает, как ваши контроллеры взаимодействуют с системой под управлением. Архитектура включает настраиваемые элементы управления вашей системы, дополнительных компонентов фильтра и датчика, системы под управлением и соединений среди всех этих элементов. Например, архитектура системы общего контроля является одноконтурной настройкой обратной связи следующего рисунка:

G является моделью объекта управления и H динамика датчика. Это обычно фиксированные компоненты системы управления. Предварительный фильтр F и контроллер обратной связи C является настраиваемыми элементами. Поскольку системы управления так удобно выражаются в этой форме блок-схемы, эти элементы упоминаются как зафиксированные блоки и настраиваемые блоки.

Control System Tuner дает вам несколько способов задать вашу архитектуру системы управления:

Используйте предопределенную структуру обратной связи рисунка.
Модель любая архитектура системы управления в MATLAB^® путем создавания обобщенной модели (genss) пространства состояний от фиксированных компонентов LTI и настраиваемых блоков системы управления.
Смоделируйте свою систему управления в Simulink^® и задайте блоки, чтобы настроить Control System Tuner (требует программного обеспечения Simulink Control Design™).

Предопределенная архитектура обратной связи

Если ваша система управления имеет одноконтурную настройку обратной связи следующего рисунка, используйте предопределенную структуру обратной связи, встроенную в Control System Tuner.

Например, предположите, что у вас есть двигатель постоянного тока, для которого вы хотите настроить ПИД-регулятор. Ответ двигателя моделируется как G (s) = 1 / (s + 1) ². Создайте фиксированную модель LTI, представляющую объект и настраиваемую модель ПИД-регулятора.

Gmot = zpk([],[-1,-1],1);
Cmot = tunablePID('Cmot','PID');

Открытый Control System Tuner.

controlSystemTuner

Control System Tuner открывается, набор, чтобы настроить эту архитектуру по умолчанию. Затем, задайте значения блоков в архитектуре. Щелкните, чтобы открыть диалоговое окно Standard feedback configuration.

Введите значения для C и G, который вы создали. Control System Tuner читает эти значения из рабочего пространства MATLAB. Нажмите OK.

Значение по умолчанию для динамики датчика является фиксированной передаточной функцией усиления единицы. Значение по умолчанию для фильтра F является настраиваемым блоком усиления.

Можно теперь выбрать блоки, чтобы настроить, создать настраивающиеся цели и настроить систему управления.

Произвольная архитектура управления с обратной связью

Если ваша архитектура управления не совпадает с предопределенной архитектурой управления Control System Tuner, можно создать обобщенную модель (genss) пространства состояний с настраиваемыми компонентами, представляющими элементы контроллера. Например, предположите, что вы хотите настроить каскадную систему управления следующим рисунком, который включает два настраиваемых ПИД-регулятора.

Создайте настраиваемые блоки системы управления для контроллеров и зафиксированные модели LTI для компонентов объекта, G ₁ и G ₂. Также включайте дополнительные открывающие цикл местоположения x ₁ и x ₂. Эти местоположения указывают, где вы можете разомкнутые циклы или вводить сигналы в целях определения требований для настройки системы.

G2 = zpk([],-2,3);
G1 = zpk([],[-1 -1 -1],10);

C20 = tunablePID('C2','pi');
C10 = tunablePID('C1','pid');

X1 = AnalysisPoint('X1');
X2 = AnalysisPoint('X2');

Соедините эти компоненты, чтобы создать модель целой системы управления с обратной связью.

InnerLoop = feedback(X2*G2*C20,1);
CL0 = feedback(G1*InnerLoop*C10,X1);
CL0.InputName = 'r';
CL0.OutputName = 'y';

CL0 является настраиваемой моделью genss. Определение имен для каналов ввода и вывода позволяет вам идентифицировать их, когда вы задаете настраивающиеся требования для системы.

Откройте Control System Tuner, чтобы настроить эту модель.

controlSystemTuner(CL0)

Можно теперь выбрать блоки, чтобы настроить, создать настраивающиеся цели и настроить систему управления.

Архитектура системы управления в Simulink

Если у вас есть программное обеспечение Simulink Control Design, можно смоделировать произвольную архитектуру системы управления в модели Simulink и настроить модель в Control System Tuner.

Смотрите открытый Control System Tuner для настройки модели Simulink.

Документация