В этом примере показано, как улучшить версию модели механизма разомкнутого цикла (sldemo_engine - описанный в "Моделировании Синхронизации Engine Используя Инициированные Подсистемы" пример). Эта модель, sldemo_enginewc, содержит с обратной связью и проявляет гибкость и расширяемость моделей Simulink®. В этой расширенной модели цель контроллера состоит в том, чтобы отрегулировать скорость вращения двигателя с быстрым приводом дросселя, таким, что изменения в крутящем моменте загрузки оказывают минимальное влияние. Это легко выполняется в Simulink путем добавления ПИ-контроллера дискретного времени в модель механизма.
Мы выбрали закон о надзоре, который использует пропорциональное управление плюс интегралом (PI). Интегратор необходим, чтобы настроить установившийся дроссель, когда рабочая точка изменяется, и пропорциональный термин компенсирует задержку фазы, введенную интегратором.
Примечание: См. модель механизма разомкнутого цикла (эта модель является расширенной версией модели разомкнутого цикла).
Уравнение 1
Открыть этот тип модели sldemo_enginewc на терминале MATLAB® (нажимают на гиперссылку, если вы используете Справку MATLAB). Нажмите кнопку "Play" на панели инструментов модели, чтобы запустить симуляцию.
Примечание: модель регистрирует соответствующие данные к рабочему пространству MATLAB в структуре под названием sldemo_enginewc_output. Регистрируемые сигналы имеют синий индикатор (см. модель). Читайте больше о Сигнале, Входящем в систему Справка Simulink.
Рисунок 1: модель механизма с обратной связью и результаты симуляции
В этой модели мы нанимаем контроллер дискретного времени, который подходит для реализации микропроцессора. Интегральный термин в уравнении 1 должен таким образом быть понят приближением дискретного времени. Как типично в промышленности, выполнение контроллера синхронизируется с вращением коленчатого вала механизма. Контроллер встраивается в инициированную подсистему, которая инициирована сигналом синхронизации клапана, описанным выше.
Подробная конструкция подсистемы 'Контроллера' проиллюстрирована в рисунке 2. Знаменитый использование блока 'PID Controller'. Этот блок реализует пропорционально-интегральную систему управления в дискретное время. Отметьте установку набором шага расчета (внутренне) в -1. Это указывает, что блок наследовал свой шаг расчета в этом случае, выполняющем каждый раз, когда подсистема инициирована. Ключевой компонент, который делает это инициированной подсистемой, является блоком 'Trigger', показанным в нижней части рисунка 2. Любая подсистема может быть преобразована в инициированную подсистему путем перетаскивания копии этого блока в схему подсистемы от библиотеки Simulink Connections.
Рисунок 2: подсистема контроллера Скорости
Типичные результаты симуляции показывают в рисунке 3. Сетбол скорости продвигается от 2000 rpm к 3000 rpm в t = 5 sec. Воздействия крутящего момента идентичны используемым в sldemo_engine, модель разомкнутого цикла (открывают другую модель механизма). Отметьте быстрый переходный процесс с нулевой установившейся ошибкой. Несколько альтернативных настроек контроллера (Ki и Kp) показаны. Они могут быть настроены пользователем в командной строке MATLAB. Это позволяет инженеру изучать относительные эффекты изменений параметра.
Рисунок 3: Типичные результаты симуляции
Закройте модель. Очистите записанные данные.
Способность смоделировать нелинейные, сложные системы, такие как модель механизма, описанная здесь, является одной из ключевых возможностей Simulink. Степень симуляции очевидна в представлении моделей выше. Simulink сохраняет точность модели, включая точно синхронизированные цилиндрические события потребления, который очень важен в создании модели этого типа. Полная система регулировки скорости проявляет гибкость Simulink. В частности, подходы моделирования Simulink позволяют быстрое прототипирование управляемого прерыванием контроллера скорости вращения двигателя.
Примечание: См. модель механизма разомкнутого цикла (эта модель является расширенной версией модели разомкнутого цикла).
[1] П.Р. Кроссли и Дж.А. Кук, Управление 'Международной конференции IEEE® 91', Публикация 332 Конференции, издание 2, стр 921-925, 25-28 марта 1991, Эдинбург, Великобритания.
[2] Модель Simulink. Разработанный Кеном Буттсом, Ford Motor Company®. Измененный Полом Барнардом, Тедом Лифельдом и Стэном Квинном, MathWorks®, 1994-7.
[3] Дж. Дж. Москва и Дж. К. Хедрик, "Автомобильное Моделирование Engine для Приложения Управления в режиме реального времени", Proc.1987 ACC, стр 341-346.
[4] Б. К. Пауэлл и Дж. А. Кук, "Нелинейная Низкая частота Феноменологическое Моделирование Engine и Анализ", Proc. 1987 ACC, стр 332-340.
[5] Р. В. Викс и Дж. Дж. Москва, "Автомобильное Моделирование Engine для Управления в режиме реального времени Используя Matlab/Simulink", 1 995 SAE Intl. Газета конгресса 950417.
