Каскадная модель цикла

scdcascade модель содержит пару каскадных циклов управления с обратной связью. Каждый цикл включает ПИ-контроллер. Модели объекта управления, G1 (внешний цикл) и G2 (внутренний цикл), модели LTI.

Используйте slLinearizer взаимодействуйте через интерфейс, чтобы первоначально анализировать динамику внутреннего цикла. Затем анализируйте динамику внешнего цикла.

mdl = 'scdcascade';
open_system(mdl);

Создайте slLinearizer Интерфейс для scdcascade

sllin = slLinearizer(mdl)

 
slLinearizer linearization interface for "scdcascade":

No analysis points. Use the addPoint command to add new points.
No permanent openings. Use the addOpening command to add new permanent openings.
Properties with dot notation get/set access:
      Parameters         : [] 
      OperatingPoints    : [] (model initial condition will be used.)
      BlockSubstitutions : []
      Options            : [1x1 linearize.LinearizeOptions]

Изменяйте контроллер внутреннего цикла усиления

Для анализа внутреннего цикла изменяйте усиления блока ПИ-контроллера внутреннего цикла, C2. Изменяйте пропорциональное усиление (Kp2) и интегральное усиление (Ki2) в 15%-й области значений.

Kp2_range = linspace(Kp2*0.85,Kp2*1.15,6);
Ki2_range = linspace(Ki2*0.85,Ki2*1.15,4);
[Kp2_grid, Ki2_grid] = ndgrid(Kp2_range,Ki2_range);

params(1).Name = 'Kp2';
params(1).Value = Kp2_grid;
params(2).Name = 'Ki2';
params(2).Value = Ki2_grid;

sllin.Parameters = params;

Kp2_range и Ki2_range задайте демонстрационные значения для Kp2 и Ki2 параметры. Получить передаточную функцию для каждой комбинации Kp2 и Ki2, вы используете ndgrid и создайте 6x4 сетка параметра с массивами сетки Kp2_grid и Ki2_grid. Вы конфигурируете Parameters свойство sllin со структурой params. Эта структура задает параметры, которые будут варьироваться и их массивы сетки.

Анализируйте полную передаточную функцию с обратной связью для внутреннего цикла

Полная передаточная функция с обратной связью для внутреннего цикла, с открытым внешним циклом, равна передаточной функции от u1 к y2. Чтобы устранить эффекты внешнего цикла, повредите цикл в e1, y1m, или y1. В данном примере повредите цикл в e1.

Добавьте u1 и y2 когда анализ указывает, и e1 как постоянное открытие sllin.

addPoint(sllin,{'y2','u1'});
addOpening(sllin,'e1');

Получите передаточную функцию из u1 к y2.

r2yi = getIOTransfer(sllin,'u1','y2');

r2yi, 6x4 ss массив моделей, содержит передаточную функцию для каждой заданной комбинации параметра. Программное обеспечение использует начальные условия модели в качестве рабочей точки линеаризации.

Поскольку e1 постоянное открытие sllin, r2yi не включает эффекты внешнего цикла.

Постройте переходной процесс для r2yi.

stepplot(r2yi);

Переходной процесс для всех моделей варьируется по 10%-й области значений. Время урегулирования для большинства моделей меньше 1,5 секунд.

Анализируйте передаточную функцию внутреннего цикла на объекте Выход

Получите передаточную функцию внутреннего цикла в y2, с внешним циклом открываются в e1.

Li = getLoopTransfer(sllin,'y2',-1);

Поскольку программное обеспечение принимает положительную обратную связь по умолчанию и scdcascade отрицательная обратная связь использования, вы задаете знак обратной связи с помощью третьего входного параметра. Теперь Li = -G2C2.

Постройте предвещать ответ для Li.

bodeplot(Li);

График величины для всех моделей варьируется по области значений на 3 дБ. График фазы показывает большую часть изменения, приблизительно 20 градусов, в [1 10] rad/s интервал.

Изменяйте контроллер внешнего цикла усиления

Для анализа внешнего цикла изменяйте усиления блока ПИ-контроллера внешнего цикла, C1. Изменяйте пропорциональное усиление (Kp1) и интегральное усиление (Ki1) в 20%-й области значений.

Kp1_range = linspace(Kp1*0.8,Kp1*1.2,6);
Ki1_range = linspace(Ki1*0.8,Ki1*1.2,4);
[Kp1_grid, Ki1_grid] = ndgrid(Kp1_range,Ki1_range);

params(1).Name = 'Kp1';
params(1).Value = Kp1_grid;
params(2).Name = 'Ki1';
params(2).Value = Ki1_grid;

sllin.Parameters = params;

Подобно рабочему процессу для конфигурирования сетки параметра для анализа внутреннего цикла вы создаете структуру, params, это задает 6x4 сетка параметра. Вы реконфигурировали sllin.Parameters использовать новую сетку параметра. sllin теперь использует значения по умолчанию в Ki2 и Kp2.

Анализируйте передаточную функцию с обратной связью от ссылки до объекта Выход

Удалите e1 из списка постоянных открытий для sllin перед продолжением анализа внешнего цикла.

removeOpening(sllin,'e1');

Получить передаточную функцию с обратной связью из ссылочного сигнала, r, к объекту выход, y1m, добавьте r и y1m когда анализ указывает на sllin.

addPoint(sllin,{'r','y1m'});

Получите передаточную функцию из r к y1m.

r2yo = getIOTransfer(sllin,'r','y1m');

Постройте переходной процесс для r2yo.

stepplot(r2yo);

Переходной процесс в underdamped для всех моделей.

Анализируйте чувствительность внешнего цикла на объекте Выход

Чтобы получить чувствительность внешнего цикла на объекте выход, используйте y1 как аналитическая точка. Добавьте y1 как аналитическая точка к sllin.

addPoint(sllin,'y1');

Получите чувствительность внешнего цикла в y1.

So = getSensitivity(sllin,'y1');

Постройте переходной процесс So.

stepplot(So);

Этот график показывает, что требуется приблизительно 15 секунд, чтобы отклонить воздействие шага на объекте выход, y1.

Закройте модель Simulink

bdclose(mdl);