В этом примере показано, как настроить две каскадной обратной связи в Simulink® Control Design™ с помощью Control System Designer.
Эти проекты в качестве примера контроллеры для двух каскадной обратной связи в корпусе моделируют таким образом что ускоряющий компонент (az) ссылка дорожек сигнализирует о времени нарастания имеющем 0,5 секунд. Структура обратной связи в этом примере использует уровень тела (q) как внутренняя обратная связь и ускорение (az) как внешняя обратная связь.
Откройте модель корпуса.
open_system('scdairframectrl')
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, это может быть необходимо, разъединяют обратную связь; то есть, удалите эффект внешнего цикла при настройке внутреннего цикла. В этом примере вы проектируете внутреннюю обратную связь (q) с эффектом внешнего цикла (az) удаленный.
Чтобы спроектировать контроллер, использующий Control System Designer, вы должны:
Выберите блоки контроллера, которые вы хотите настроить.
Создайте разомкнутый цикл и ответы с обратной связью, которые вы хотите просмотреть.
В данном примере вы можете:
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.
Чтобы открыть Control System Designer, в модели Simulink, в галерее Apps, нажимают Control System Designer.
В диалоговом окне Edit Architecture, на вкладке Blocks, нажимают Add Blocks. В диалоговом окне Select Blocks to Tune выберите следующие блоки и нажмите ОК.
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
Чтобы использовать выбранные блоки и сигналы, нажать ОК.
В Браузере Данных раздел Responses содержит следующие ответы разомкнутого цикла, которые Control System Designer автоматически распознает потенциальной обратной связью для проекта разомкнутого цикла.
Выходной порт 1 из scdairframectrl/az Control/az DTF
Выходной порт 1 из scdairframectrl/az Control/az Gain
Выходной порт 1 из scdairframectrl/q Control/q Gain
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 и нажмите Plot.
Разомкнутый цикл в выходном порту 1 из scdairframectrl/az Control/az DTF
Разомкнутый цикл в выходном порту 1 из scdairframectrl/q Control/q Gain
Чтобы просмотреть ответ с обратной связью системы с обратной связью, создайте график шага для нового ответа передаточной функции ввода - вывода. Выберите New Plot> New Step. Затем на Новом Шаге, чтобы построить диалоговое окно, на Выбрать Response to Plot выпадающий список, выбирают New Input-Output Transfer Response.
Добавьте scdairframectrl/Step az/1 как входной сигнал и scdairframectrl/Airframe Model/1 как выходной сигнал.
Нажмите Plot.
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, также изменения. Это изменение является результатом 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.
В Браузере Данных, в области Responses, щелкают правой кнопкой по ответу внутреннего цикла и выбирают Open Selection.
В диалоговом окне Open-Loop Transfer Function задайте scdairframectrl/az Control/az DTF/1 как открытие цикла. Нажать ОК.
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 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.
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')