Один Проект Компенсатора Обратной связи/Предварительного фильтра Цикла

В этом примере показано, как настроить несколько компенсаторов (обратная связь и предварительный фильтр), чтобы управлять одним циклом с помощью Control System Designer.

Откройте модель

Откройте модель управления скорости вращения двигателя и займите некоторое время, чтобы исследовать ее.

open_system('scdspeedctrl')

Спроектируйте обзор

Этот пример вводит процесс разработки одноконтурной системы управления и с обратной связью и с компенсаторами предварительного фильтра. Цель проекта к:

Отследите ссылочный сигнал от блока scdspeedctrl/Speed Reference шага Simulink. Конструктивные требования должны иметь время урегулирования менее чем 5 секунд и обнулить установившуюся ошибку к входу ссылки шага.
Отклоните неизмеренное выходное воздействие, заданное в подсистеме scdspeedctrl/External Disturbance. Конструктивные требования должны уменьшать пиковое отклонение до 190 об/мин и иметь нулевую установившуюся ошибку для входа воздействия шага.

В этом примере стабилизация обратной связи и отклонение выходного воздействия достигаются путем разработки компенсатора ПИДа scdspeedctrl/PID Controller. Предварительный фильтр scdspeedctrl/Reference Filter используется, чтобы настроить ответ системы с обратной связью к изменениям в отслеживании уставки.

Открытый Control System Designer

Этот пример использует Control System Designer, чтобы настроить компенсаторы в 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.

Запустите новый проект

Чтобы открыть Control System Designer, в окне модели Simulink, в галерее Apps, нажимают Control System Designer.

Диалоговое окно Edit Architecture открывается, когда Control System Designer запускается.

В диалоговом окне Edit Architecture, на вкладке Blocks, нажимают Add Blocks и выбирают следующие блоки, чтобы настроиться:

scdspeedctrl/Reference Filter

scdspeedctrl/PID Controller

На вкладке Signals аналитические точки, заданные в модели Simulink, автоматически добавляются как Местоположения.

Входной параметр: scdspeedctrl/Speed Reference выходной порт 1

Введите scdspeedctrl/External Disturbance/Step Disturbance выходной порт 1

Выведите scdspeedctrl/Speed Output выходной порт 1

На вкладке Linearization Options, в Рабочей точке выпадающий список, выбирают Model Initial Condition.

Создайте новые графики просмотреть переходные процессы при настройке контроллеров. В Control System Designer нажмите New Plot и выберите New Step. В Выбрать Response to Plot выпадающее меню выберите New Input-Output Transfer Response. Сконфигурируйте ответ можно следующим образом:

Чтобы просмотреть ответ, нажмите Plot.

Точно так же создайте переходный процесс, чтобы показать подавление помех. На Новом Шаге, чтобы построить диалоговое окно, сконфигурируйте ответ можно следующим образом:

Настройте компенсаторы

Control System Designer содержит несколько методов, настраивающих систему управления:

Вручную настройте параметры каждого компенсатора с помощью редактора компенсатора. Для получения дополнительной информации смотрите, что блоки Simulink Мелодии Используют Редактор 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 смотрите Требования Времени и Частоты Осуществления к Одноконтурному Проектированию контроллера (Simulink Design Optimization).

Вычислите начальные параметры компенсатора с помощью автоматизированной настройки на основе параметров, таких как постоянные времени с обратной связью. Нажмите Tuning Methods и выберите PID Tuning, Internal Model Control (IMC) Tuning, Loop Shaping (требует программного обеспечения Robust Control Toolbox™), или Синтез LQG.

Завершенный проект

Следующие параметры компенсатора удовлетворяют конструктивным требованиям:

scdspeedctrl/PID Controller имеет параметры:

         P = 0.0012191
         I = 0.0030038

scdspeedctrl/Reference Filter:

         Numerator = 10
         Denominator = [1 10]

Ответы системы с обратной связью показывают ниже:

Обновите модель Simulink

Чтобы записать параметры компенсатора обратно к модели Simulink, нажмите Update Blocks. Можно затем протестировать проект на нелинейной модели.

bdclose('scdspeedctrl')

Документация