В этом примере показано, как настроить две каскадной обратной связи с помощью Simulink Control Design.
Откройте модель корпуса и займите некоторое время, чтобы исследовать ее.
open_system('scdairframectrl');
Этот пример вводит процесс разработки двух каскадной обратной связи так, чтобы ускоряющий компонент (азимут) ссылка дорожек сигнализировал о времени нарастания имеющем 0,5 секунд. Структура обратной связи в этом примере использует уровень тела (q) в качестве внутренней обратной связи и ускорения (азимут) как внешняя обратная связь.
Два контроллера обратной связи:
scdairframectrl/q Control - Интегратор дискретного времени и блок усиления стабилизируют внутренний цикл.
open_system('scdairframectrl/q Control')
scdairframectrl/az Control - Интегратор дискретного времени, дискретная передаточная функция и блок усиления стабилизируют внешний цикл.
open_system('scdairframectrl/az Control')
Типичная методика проектирования для каскадных систем с обратной связью должна сначала спроектировать внутренний цикл и затем внешний цикл. В Control System Designer возможно спроектировать оба цикла одновременно; по умолчанию при разработке многоконтурной системы с обратной связью связывающиеся эффекты между циклами учтены. Однако при разработке двух обратной связи одновременно, может быть необходимо удалить эффект внешнего цикла при настройке внутреннего цикла. В этом примере вы проектируете внутреннюю обратную связь (q) с эффектом внешнего цикла, удаленного (азимут). Пример показывает, как разъединить обратную связь в Control System Designer.
В этом примере вы будете использовать Control System Designer, чтобы настроить компенсаторы в этой системе с обратной связью. Открыть Control System Designer
Запустите предварительно сконфигурированный сеанс Control System Designer путем двойного клика по подсистеме в левом нижнем углу модели.
Сконфигурируйте Control System Designer с помощью следующей процедуры.
Шаг 1 Чтобы открыть Control System Designer, в окне модели Simulink, на вкладке Apps, нажимают Control System Designer.
Шаг 2 В диалоговом окне Edit Architecture, на вкладке Blocks, выбирают следующие блоки, чтобы настроиться:
scdairframectrl/q Control/q Gain
scdairframectrl/az Control/az Gain
scdairframectrl/az Control/az DTF
На вкладке Signals аналитические точки, заданные в модели Simulink, автоматически добавляются как Местоположения.
Входной параметр: scdairframectrl/Step az - выходной порт 1
Вывод : scdairframectrl/Airframe Model - выходной порт 1
Кроме того, следующие циклы показывают в Браузере Данных в области Responses, поскольку они автоматически распознаны потенциальной обратной связью для проекта разомкнутого цикла:
Разомкнутый цикл в выходном порту 1 из scdairframectrl/az Control/az DTF
Разомкнутый цикл в выходном порту 1 из scdairframectrl/az Control/az Gain
Разомкнутый цикл в выходном порту 1 из scdairframectrl/q Control/q Gain
Шаг 3 Открытый графический Предвещают редакторы для каждого из следующих ответов. В Control System Designer выберите Tuning Methods> Bode Editor. Затем в Выбрать Response to Edit выпадающий список выберите соответствующие ответы разомкнутого цикла.
Разомкнутый цикл в выходном порту 1 из scdairframectrl/az Control/az DTF
Разомкнутый цикл в выходном порту 1 из scdairframectrl/q Control/q Gain
Шаг 4 Представление To ответ с обратной связью системы с обратной связью, создайте график шага для нового ответа передаточной функции ввода - вывода. Выберите New Plot> New Step, и в Выбрать Response to Plot выпадающий список, выберите New Input-Output Transfer Response.
Добавьте scdairframectrl/Step az/1 как входной сигнал и scdairframectrl/Airframe Model/1 как выходной сигнал.
Во внешнем цикле предвещают график редактора, Предвещают Редактор для LoopTransfer_scdairframectrl_az_Control_az_DTF, увеличивают усиление обратной связи, путем перетаскивания ответа величины вверх. Внутренний цикл предвещает график редактора, Предвещает Редактор для LoopTransfer_scdairframectrl_q_Control_q_Gain, строит также изменения. Это - результат связи между обратной связью. Более систематический подход должен сначала спроектировать внутреннюю обратную связь с открытым внешним циклом.
Чтобы удалить эффект внешнего цикла при разработке внутреннего цикла, добавьте цикл, открывающийся в ответ разомкнутого цикла внутреннего цикла.
Шаг 1 В Браузере Данных, в области Responses, щелкают правой кнопкой по ответу внутреннего цикла и выбирают Open Selection.
Шаг 2 В диалоговом окне Open-Loop Transfer Function задайте scdairframectrl/az Control/az DTF/1 как открытие цикла. Нажать ОК.
Шаг 3 Во внешнем цикле предвещают график редактора, увеличивают усиление путем перетаскивания ответа величины. Поскольку циклы разъединяются, внутренний цикл предвещают график редактора, не изменяется.
Можно теперь завершить проект внутреннего цикла без эффекта внешнего цикла и одновременно спроектировать внешний цикл при принятии эффекта во внимание внутреннего цикла.
Control System Designer содержит четыре метода, чтобы настроить систему управления:
Вручную настройте параметры каждого компенсатора с помощью редактора компенсатора. Для получения дополнительной информации см. "Настраивающиеся блоки Simulink в Редакторе Компенсатора".
Графически настройте полюса компенсатора, нули, и усиления с помощью открытого / замкнутого цикла Предвещают, корневой годограф или редактор Николса графики. Нажмите Tuning Methods и выберите редактор при Графической Настройке.
Оптимизируйте параметры компенсатора с помощью и временного интервала и конструктивных требований частотного диапазона (требует программного обеспечения Simulink Design Optimization™). Нажмите Tuning Methods и выберите основанную на Optimization настройку. Для получения дополнительной информации см. "Время осуществления и Требования к Частоте к Одноконтурному Проектированию контроллера".
Вычислите начальные параметры компенсатора с помощью автоматизированной настройки на основе параметров, таких как постоянные времени с обратной связью. Нажмите Tuning Methods и выберите настройку PID, настройку IMC, формирование Цикла (требует программного обеспечения Robust Control Toolbox™), или синтез LQG.
Следующие параметры компенсатора удовлетворяют конструктивным требованиям:
scdairframectrl/q Control/q Gain:
K_q = 2.7717622
scdairframectrl/az Control/az Gain
K_az = 0.00027507
scdairframectrl/az Control/az DTF
Numerator = [100.109745 -99.109745]
Denominator = [1 -0.88893]
Ответ системы с обратной связью показывают ниже:
Чтобы записать параметры компенсатора обратно к модели Simulink, нажмите Update Blocks. Можно затем протестировать проект на нелинейной модели.
bdclose('scdairframectrl')