Документация

Конструктивные требования

В этом примере вы используете линеаризовавшую версию модели Simulink, srotut1.

Вы используете методы оптимизации, чтобы разработать компенсатор так, чтобы система с обратной связью соответствовала следующим спецификациям проекта, когда вы волнуете систему с модульным входом шага:

Создайте модель объекта управления LTI

В модели srotut1 модель объекта управления состоит из усиления, ограниченного интегратора, передаточной функции и транспортного блока задержки.

Разработайте компенсатор для передаточной функции разомкнутого цикла линеаризовавшей модели srotut1. Линеаризовавшая модель объекта управления srotut1 состоит из усиления, неограниченного интегратора, передаточной функции и приближения Padé к транспортной задержке.

Чтобы создать передаточную функцию разомкнутого цикла на основе линеаризовавшей модели srotut1, введите следующие команды.

w0 = 1;
zeta = 1;
Kint = 0.5;
Tdelay = 1;
[delayNum,delayDen] = pade(Tdelay,1);
integrator = tf(Kint,[1 0]);
transfer_fcn = tf(w0^2,[1 2*w0*zeta w0^2]);
delay_block = tf(delayNum,delayDen);
open_loopTF = integrator*transfer_fcn*delay_block;

Если модель объекта управления является массивом моделей (Control System Toolbox), контроллер разработан для номинальной модели только. Можно также анализировать систему управления для остающихся моделей в массиве. Для получения дополнительной информации смотрите Мультиобразцовую Систему управления (Control System Toolbox).

Откройте приложение Control System Designer

Этот пример использует схему корневого годографа, чтобы разработать ответ передаточной функции разомкнутого цикла, open_loopTF. Чтобы создать сеанс приложения Control System Designer с графиком корневого годографа для передаточной функции разомкнутого цикла, используйте следующую команду:

controlSystemDesigner('rlocus',open_loopTF)

Приложение Control System Designer открывается, и Root Locus Editor отображен. Приложение позволяет вам разработать контроллеры для одно входа, одно вывод (SISO) системы в MATLAB^® и Simulink. Для получения дополнительной информации смотрите Классическую Систему управления (Control System Toolbox) категория.

Приложение также отображает переходный процесс системы. График показывает ответ системы с обратной связью от r (вход к предварительному фильтру, F) к y (вывод модели объекта управления, G).

Чтобы выбрать архитектуру для системы управления, вы разрабатываете, в приложении нажимают Edit Architecture. Этот пример использует архитектуру по умолчанию. В этой системе модель объекта управления, G, является передаточной функцией разомкнутого цикла open_loopTF. Предварительный фильтр, F, и датчик, H, установлен в 1, и компенсатор, C, является компенсатором, который разработан с помощью методов оптимизации ответа.

Откройте основанный на оптимизации настраивающий метод

Существует несколько возможных методов для разработки системы SISO; этот пример использует автоматизированный подход, который использует методы оптимизации ответа.

Чтобы создать задачу оптимизации ответа, в Tuning Methods выпадающий список, выбирают Optimization Based Tuning.

Окно Response Optimization имеет четыре вкладки. За исключением первой вкладки, каждая вкладка соответствует шагу в процессе оптимизации ответа:

Выберите Tunable Compensator Elements

Можно настроить элементы компенсатора или параметры в компенсаторах в системе, чтобы соответствовать конструктивным требованиям, которые вы задаете.

Указывать элементы компенсатора, чтобы настроиться:

Добавьте конструктивные требования

Можно использовать и частотный диапазон и конструктивные требования временного интервала к настройкам параметров в системе управления.

Этот пример использует спецификации проекта, описанные в Конструктивных требованиях. Создайте конструктивные требования, чтобы соответствовать этим спецификациям:

После того, как вы добавляете конструктивные требования, можно выбрать подмножество требований для проектирования контроллера, как описано в Выбирают Design Requirements to Use During Response Optimization. Во вкладке Design requirements окна Response Optimization можно создать конструктивные требования и выбрать требования, которые вы хотите использовать для оптимизации.

Оптимизируйте отклик системы

После того, как вы выберете элементы компенсатора, чтобы настроить и добавить конструктивные требования, можно оптимизировать отклик системы.

Чтобы оптимизировать ответ системы, во вкладке Optimization окна Response Optimization, нажимают Start Optimization.

Вкладка Optimization отображает прогресс оптимизации.

Сообщение о состоянии указывает, что решатель оптимизации нашел решение, которое соответствует конструктивным требованиям в допусках. Проверьте, что конструктивные требования удовлетворены.

Создайте и отобразите систему с обратной связью

После разработки компенсатора можно экспортировать его в рабочее пространство MATLAB и создать модель полной системы с обратной связью. Экспортировать настроенный компенсатор:

В командной строке введите следующую команду, чтобы создать систему с обратной связью, CL, от передаточной функции разомкнутого цикла, open_loopTF, и компенсатора, C:

CL = feedback(C*open_loopTF,1)

Следующая модель возвращена:

CL =
 
                  -0.19414 (s-2)
  ----------------------------------------------
  (s^2 + 0.409s + 0.1136) (s^2 + 3.591s + 3.418)
 
Continuous-time zero/pole/gain model.

Чтобы создать переходный процесс системы с обратной связью, введите следующую команду.

step(CL);