Этот пример показывает, как использовать Linear Analysis Tool, чтобы обработать в пакетном режиме, линеаризуют модель Simulink®. Вы отличаетесь значения параметра модели и получаете несколько разомкнутый цикл и передаточные функции с обратной связью из модели.
Модель scdcascade, используемая для этого примера, содержит пару каскадных циклов управления с обратной связью. Каждый цикл включает контроллер PI. Модели объекта управления, G1 (внешний цикл) и G2 (внутренний цикл), являются моделями LTI. В этом примере вы используете Linear Analysis Tool, чтобы отличаться контроллер PI параметры и анализировать динамика внешнего цикла и внутренний цикл.
В командной строке MATLAB® откройте модель Simulink.
mdl = 'scdcascade';
open_system(mdl)В окне модели выберите Analysis> Control Design> Linear Analysis, чтобы открыть Linear Analysis Tool для модели.
Анализировать поведение внутреннего цикла, очень усиления контроллера PI внутреннего цикла, C2. Как вы видите путем осмотра блока контроллера, пропорциональное усиление является переменной Kp2, и интегральным усилением является Ki2. Исследуйте производительность внутреннего цикла для двух различных значений каждого из этих усилений.
В Parameter Variations выпадающий список нажмите
Select parameters to vary.
Вкладка Parameter Variations открывается. нажмите
Manage Parameters.
В диалоговом окне переменных модели Select проверяйте параметры, чтобы отличаться, Ki2 и Kp2.
Выбранные переменные появляются в таблице Parameter Variations. Каждый столбец в таблице соответствует одной из выбранных переменных. Каждая строка в таблице представляет одну пару (Ki2,Kp2), в которой можно линеаризовать. Эти комбинации значения параметров называются parameter samples. Когда вы линеаризуете, Linear Analysis Tool вычисляет столько же линейных моделей, сколько существуют выборки параметра или строки в таблице.
Задайте выборки параметра, на которых можно линеаризовать модель. В данном примере задайте четыре пары (Ki2,Kp2), (Ki2,Kp2) = (3.5,1), (3.5,2), (5,1), и (5,2). Введите эти значения в таблицу вручную. Для этого выберите строку в таблице. Затем выберите Insert Row> Insert Row Below дважды.
Отредактируйте значения в таблице как показано, чтобы задать четыре пары (Ki2,Kp2).
Для получения дополнительной информации об определении значений параметров, смотрите, Задают Выборки Параметра для Пакетной Линеаризации
Чтобы анализировать производительность внутреннего цикла, извлеките передаточную функцию от входа u1 внутреннего цикла до внутреннего объекта вывод y2, вычисленный с открытым внешним циклом. Чтобы задать этот ввод-вывод для линеаризации, во вкладке Linear Analysis, в Analysis I/Os выпадающий список, выбирают Create New Linearization I/Os.
Задайте ввод-вывод, установленный путем создания:
Входное возмущение указывает на u1
Выходное измерение указывает на y2
Пропуск цикла в e1
Назовите ввод-вывод установленным путем ввода InnerLoop в поле Variable name Создать диалогового окна набора ввода-вывода линеаризации. Настройка диалогового окна как показано.
Для получения дополнительной информации об определении линеаризации I/Os, смотрите, Задают Фрагмент Модели, чтобы Линеаризовать.
Нажмите OK.
Теперь, когда вы задали изменения параметра и аналитический набор ввода-вывода для внутреннего цикла, линеаризуете модель и исследуете переходный процесс. Нажмите
Step.
Linear Analysis Tool линеаризует модель на каждой из выборок параметра, которые вы задали в таблице Parameter Variations. Новая переменная, linsys1, появляется в разделе Linear Analysis Workspace Браузера Данных. Эта переменная является массивом моделей (ss) пространства состояний, один для каждой пары (Ki2,Kp2). График показывает переходные процессы всех записей в linsys1. Этот график дает вам смысл области значений переходных процессов системы в рабочих диапазонах, покрытых сеткой параметра.
Исследуйте общую производительность каскадной системы управления для переменных значений контроллера внешнего цикла, C1. Для этого отличайтесь коэффициенты Ki1 и Kp1 при хранении Ki2 и Kp2 зафиксированными в значениях заданный в модели.
Во вкладке Parameter Variations нажмите
Manage Parameters. Снимите флажки Ki2 и Kp2 и проверяйте Ki1 и Kp1. Нажмите OK.
Используйте Linear Analysis Tool, чтобы сгенерировать значения параметров автоматически. Нажмите
Generate Values. В столбце Values таблицы Generate Parameter Values введите выражение, задающее возможные значения для каждого параметра. Например, отличайтесь Kp1 и Ki1 ± 50% их номинальной стоимости путем ввода выражений как показано.
All Combinations gridding метод генерирует полную сетку параметра пар (Kp1,Ki1), чтобы вычислить линеаризацию во всех возможных комбинациях заданных значений. Нажмите
Overwrite, чтобы заменить все значения в таблице Parameter Variations со сгенерированными значениями.
Поскольку вы хотите исследовать полную передаточную функцию с обратной связью системы, создайте новый набор ввода-вывода линеаризации. Во вкладке Linear Analysis, в Analysis I/Os выпадающий список, выбирают Create New Linearization I/Os. Сконфигурируйте r как входную точку возмущения и систему вывод y1m как выходное измерение. Нажмите OK.
Линеаризуйте модель с изменениями параметра и исследуйте переходной процесс получившихся моделей. Нажмите
Step, чтобы линеаризовать и сгенерировать новый график для нового образцового массива, linsys2.
График шага показывает ответы каждой модели в массиве. Этот график дает вам смысл области значений переходных процессов системы в рабочих диапазонах, покрытых сеткой параметра.
Несмотря на то, что новый график отражает, что новый набор изменений параметра, Step Plot 1 и linsys1 неизменен. Тот график и массив все еще отражают линеаризацию, полученную с изменениями параметра внутреннего цикла.
Результатами и пакетной линеаризации, linsys1 и linsys2, являются массивы моделей (ss) пространства состояний. Используйте эти массивы для последующего анализа любым из нескольких способов:
Создайте графики дополнительного анализа, такие как Диаграммы Боде или импульсные графики ответа, как описано в Analyze Results Using Графики Ответа Linear Analysis Tool.
Исследуйте отдельные ответы в графиках для анализа, как описано в, Анализируют Пакетные Результаты Линеаризации в Linear Analysis Tool.
Перетащите массив от Линейной Аналитической Рабочей области до рабочего пространства MATLAB.
Можно затем использовать инструменты системы управления Control System Toolbox™, такие как Linear System Analyzer (Control System Toolbox) приложение, чтобы анализировать результаты линеаризации. Или, используйте инструменты системы управления Control System Toolbox, такие как pidtune или Control System Designer, чтобы разработать контроллеры для линеаризовавших систем.
Также смотрите, Подтверждают Пакетные Результаты Линеаризации для получения информации о проверке результатов линеаризации в рабочем пространстве MATLAB.