Онлайновая оценка Используя объект, смоделированный в Simulink
Когда вам смоделировали объект в Simulink®, можно выполнить использование оценки частотной характеристики Linear Analysis Tool или frestimate команда, не изменяя модель. Блок Frequency Response Estimator является альтернативой, которая позволяет вам включить эксперимент оценки непосредственно в вашу модель и выполнить оценку, в то время как модель запускается. Этот подход особенно полезен, когда вы планируете развернуть блок для онлайновой оценки физического объекта. При тестировании алгоритма оценки и параметров эксперимента против модели Simulink объекта, прежде чем развертывание может помочь гарантировать, что онлайновая оценка безопасна для объекта.
Рабочий процесс для онлайновой оценки Simulink
Следующие шаги предоставляют общий обзор рабочего процесса для онлайновой оценки частотной характеристики объекта, смоделированного в Simulink.
Включите блок Frequency Response Estimator в свою модель.
Сконфигурируйте запустить/остановить сигнал, который управляет, когда эксперимент оценки начинается и заканчивается.
Сконфигурируйте параметры эксперимента, такие как частоты, на которых вы хотите выполнить оценку.
Запустите модель. Используйте запустить/остановить сигнал инициировать эксперимент оценки. Когда вы запускаете эксперимент, блок вводит тестовые сигналы и измеряет ответ объекта. Когда вы заканчиваете эксперимент, можно исследовать предполагаемую частотную характеристику.
Шаг 1. Включите средство оценки частотной характеристики в модель
Следующий рисунок показывает один способ включить блок Frequency Response Estimator в систему управления с обратной связью. В этой настройке вы вставляете блок между контроллером и объектом.
Управляющий сигнал питается в порт u блока Frequency Response Estimator. Порт u + Δu питается в объект введенный. Прежде чем вы начнете процесс оценки, блок питает управляющий сигнал непосредственно от u до u + Δu, не добавляя возмущения. В том состоянии блок не оказывает влияния на поведение системы. (Можно выполнить оценку частотной характеристики настройку разомкнутого цикла путем соединения u с постоянным источником, который управляет объектом к желаемой рабочей точке для оценки. Однако это - хорошая практика, чтобы использовать настройку с обратной связью, особенно для оценки в реальном времени. В настройке с обратной связью контроллер работает, чтобы подавить введенное воздействие и обеспечить безопасную эксплуатацию установки.)
Сигнал start/stop управляет, когда процесс оценки начинается и концы (см. Шаг 2. Сконфигурируйте Запускают/Останавливают Сигнал). Запустите эксперимент, когда объект будет в устойчивом состоянии в желаемой рабочей точке. Когда сигнал start/stop положителен, блок вводит тестовые сигналы в u + Δu и измеряет ответ в y. Блок вычисляет предполагаемую частотную характеристику и возвращает ее в порте frd.
Для примера смотрите Онлайновую Оценку Частотной характеристики В процессе моделирования.
Примените сигнал возмущения только
Настройка по умолчанию требует вставки блока между контроллером и объектом. Если вы хотите добавить, что сигнал возмущения к управляющему сигналу сами, в параметрах блоков Frequency Response Estimator, установил Output Signal Configuration на perturbation only. В этой настройке блок выход содержит сигнал возмущения только в порте Δu. Вы вводите этот сигнал возмущения в использование объекта, например, блок суммы, как в следующей схеме.
В этой настройке, потому что Frequency Response Estimator не является частью замкнутого цикла, можно опционально прокомментировать его, не разрушая настройку цикла.
Шаг 2. Сконфигурируйте Запускают/Останавливают Сигнал
Чтобы запустить и остановить эксперимент оценки частотной характеристики, используйте сигнал в порте start/stop. Когда эксперимент не запускается, блок не генерирует сигнала возмущения. В этом состоянии блок не оказывает влияния на поведение объекта. Эксперимент оценки частотной характеристики начинается и заканчивается, когда блок получает повышение или падающий сигнал в порте start/stop, соответственно. В системах, проиллюстрированных на Шаге 1. Включите Средство оценки Частотной характеристики в Модель, пораженные сигналы шага запускают и останавливают эксперимент. Можно сконфигурировать любую другую логику, подходящую для приложения, чтобы управлять запуском и временами остановки эксперимента. Например, можно использовать Signal Builder, чтобы сконфигурировать запустить/остановить сигнал провести несколько экспериментов в одной запущенной симуляции.
Блок обеспечивает рекомендуемую продолжительность эксперимента в разделе Experiment Length параметров блоков. Как правило, вы конфигурируете запустить/остановить сигнал, таким образом, что существует, по крайней мере, так много времени между повышением и падающими сигналами. Необходимо также убедиться, что симуляция не останавливается, прежде чем эксперимент останавливается. Для получения дополнительной информации о том, как блок определяет рекомендуемую продолжительность эксперимента, смотрите страницу с описанием блока Frequency Response Estimator.
Шаг 3. Установите параметры эксперимента
Эксперимент оценки частотной характеристики вводит синусоидальные сигналы на частотах, которые вы задаете параметром Frequencies (или в w порт) блока Frequency Response Estimation. Задайте амплитуды возмущения с помощью параметра Amplitudes (или в amp порт.
Блок может применить возмущение на каждой частоте отдельно (sinestream режим) или одновременно (режим суперпозиции). Чтобы задать который режим использовать, установите параметр Experiment mode.
Режим Sinestream — Применяет возмущение одна частота за один раз. Режим Sinestream может быть более точным и может разместить более широкую область значений частот, чем режим суперпозиции.
Superposition — Применяет возмущение как сигнал суперпозиции, содержащий все частоты целиком. Эксперимент оценки обычно быстрее в режиме суперпозиции.
Можно также задать параметры, которые говорят блок, как к долго, чтобы позволить системе обосноваться, когда возмущение применяется, и сколько времени измерить ответ для оценки. Для получения дальнейшей информации о двух типах сигнала и их относительных преимуществах, см. описание параметра Experiment mode на странице с описанием блока Frequency Response Estimator.
Шаг 4. Запустите модель и исследуйте предполагаемую частотную характеристику
После того, как вы сконфигурируете все параметры для эксперимента оценки, запустите модель. Позвольте модели запускаться достаточно долго, чтобы завершить эксперимент оценки, на основе рекомендуемой продолжительности эксперимента, обеспеченной блоком. Если вы выбираете Display Bode plot, блок генерирует Диаграмму Боде визуализировать предполагаемую частотную характеристику во время эксперимента.
Во время эксперимента блок обновляет предполагаемую частотную характеристику в порте frd. Сигнал в этом порте является вектором с одним значением для каждой частоты, заданной Frequencies. Можно записать этот сигнал в рабочую область MATLAB® с помощью блока To Workspace или использовать регистрацию данных Simulink, чтобы записать данные в рабочую область как Simulink.SimulationData.Dataset объект. Регистрируемые значения показывают сходимость частотных характеристик во время эксперимента. Самое значимое значение является значением, когда эксперимент останавливается. По этой причине можно отбросить все значения кроме последнего.
Для примера модели, сконфигурированной, чтобы выполнить онлайновую оценку частотной характеристики, смотрите Онлайновую Оценку Частотной характеристики В процессе моделирования.