Рабочая точка системы является динамической настройкой, которая удовлетворяет проекту и требованиям использования, названным операционными спецификациями. Можно выразить такие операционные спецификации, когда требования к системе утверждают x, и вводит u. Не всегда возможно найти динамическое состояние, которое удовлетворяет всем условиям работы. Кроме того, система может иметь несколько рабочих точек, удовлетворяющих тем же требованиям.
Рабочие точки важны для разработки и реализации контроллеров системы. Можно оптимизировать систему в рабочей точке для производительности, устойчивости, безопасности и надежности.
Самым важным и общим типом рабочей точки является устойчивое состояние, где некоторые или все системные динамические переменные являются постоянными.
Важным поводом для нахождения рабочих точек является линеаризация, которая определяет отклик системы к маленьким воздействиям в рабочей точке. Результаты линеаризации влияют на проект контроллеров обратной связи, чтобы управлять динамическим поведением около рабочей точки. Полный анализ линеаризации требует одного или нескольких система выходные параметры, y, в дополнение к входным параметрам.
Смотрите линеаризацию в рабочей точке.
Пилот, управляющий самолетом, хочет найти, для данной среды, состояния авиационного двигателя и поверхностей управления, который производит уровень, постоянную скорость и рейс постоянной высоты относительно земли. Требования "уровня", "постоянная скорость", "постоянная высота", и "относительно земли" составляет операционные спецификации. Эта рабочая точка является устойчивым состоянием скорости самолета, высоты и ориентации на пробеле.
У вас есть много способов найти рабочую точку в модели Simscape™. Можно наложить операционные спецификации и изолировать рабочие точки с помощью функций Simulink® и Simscape.
Чтобы найти устойчивое состояние, Simscape, установившийся решатель является наиболее прямым методом. Для всестороннего комплекта рабочей точки и инструментов линеаризации, MathWorks рекомендует программное обеспечение Simulink Control Design™.
Чтобы анализировать рабочие точки, вы работаете с полным вектором состояния своей модели, которая содержит:
Компоненты Simulink, которые могут быть непрерывными или дискретными.
Компоненты Simscape, которые непрерывны.
Какой бы ни метод, что вы принимаете решение найти рабочую точку, если вы хотите использовать его в линеаризации, необходимо сохранить информацию рабочей точки в форме объекта рабочей точки, время симуляции t 0 или вектор состояния x 0 и входной вектор u 0.
Используя методы Simulink Control Design, чтобы найти рабочие точки
Используя источники, чтобы найти рабочие точки не рекомендуемыми
Simulink trim Функция, не поддерживаемая с моделями Simscape
Один способ идентифицировать рабочие точки состоит в том, чтобы симулировать вашу модель и смотреть ее x состояния и выход y как временные ряды.
В вашей модели Simscape настроенный датчик выводит для любого блока выходные сигналы, которые вы хотите наблюдать.
Соедините блоки Scope, блоки To Workspace или обоих, с вашим блоком Simscape выходные параметры, чтобы наблюдать и записать поведение симуляции.
В панели Data Import/Export ваших настроек модели Configuration Parameters выберите Time, States и флажки Output, чтобы записать эту информацию о симуляции в вашей рабочей области.
Программное обеспечение Simscape обеспечивает два рабочих процесса, чтобы инициализировать физическую модель. Первое решает для устойчивого состояния, где все дифференциальные переменные имеют нулевую производную. Используя этот подход можно искать несколько устойчивых состояний с установившимся решателем путем варьирования входных параметров модели, параметров и начальных условий. Второй подход должен непосредственно задать начальные условия путем определения приоритета инициализации и целей для переменных в блоках. Для получения дополнительной информации об этом подходе смотрите Переменную Инициализацию.
Чтобы использовать первый подход, включите установившийся решатель:
В каждом некоторые или все физические сети в вашей модели Simscape, открывают блок Solver Configuration.
В каждом диалоговом окне блока установите флажок Start simulation from steady state.
В настройках модели Configuration Parameters, на панели Data Import/Export, устанавливают флажок States, чтобы записать временные ряды значений x в вашей рабочей области.
Если у вас также есть входные сигналы u в модели, можно получить те входные параметры путем соединения блоков To Workspace с входными линиями Сигнала Simulink.
Закройте эти диалоговые окна и запустите симуляцию.
Первый вектор значений, x (t=0), который вы получаете в процессе моделирования, отражает устойчивое состояние x 0, который идентифицировал решатель Simscape.
Нахождение начального устойчивого состояния является частью последовательности симуляции Simscape не по умолчанию. Смотрите Расчет Начальных условий.
Можно упростить начальный установившийся расчет путем установки времени симуляции на 0. Симуляция затем решает для одного временного шага только (начальный момент времени) и возвращает один вектор состояния x (t=0).
Можно использовать программное обеспечение Simulink Control Design, чтобы найти рабочие точки для моделей с компонентами Simscape. Simulink Control Design обеспечивает и командную строку и графические интерфейсы для нахождения и анализа рабочих точек.
Для получения дополнительной информации смотрите, Находят Установившиеся Рабочие точки для Моделей Simscape (Simulink Control Design).
Можно наложить операционную спецификацию со стороны модели Simscape путем вставки исходных блоков от Библиотеки Основы Simscape. Они налагают заданные значения системных переменных в частях модели. Можно симулировать и сохранить вектор состояния.
Однако вы не можете получить рабочую точку для исходной системы (без исходных блоков) путем сохранения значений состояния из модели и затем удаления исходных блоков. В общем случае номер, порядок и идентичность изменения компонентов состояния после добавления и удаления Simscape блокируются в модели.
trim Функция, не поддерживаемая с моделями Simscapetrim Simulink функция не поддерживается для моделей, содержащих компоненты Simscape.