Задайте фрагмент модели, чтобы линеаризовать

Чтобы линеаризовать подсистему, цикл или блок в вашей модели, вы используете аналитические точки. Каждая аналитическая точка, что вы задаете в модели, может служить одному или нескольким следующих целей:

Введите — программное обеспечение вводит аддитивный входной сигнал в аналитической точке, например, чтобы смоделировать воздействие во входе объекта.
Вывод Программное обеспечение измеряет значение сигналов в точке, например, чтобы изучить удар воздействия на объекте выход.
Открытие цикла — программное обеспечение интерпретирует перерыв в потоке сигналов в точке, например, чтобы изучить ответ разомкнутого цикла во входе объекта.

Чтобы вычислить линейную модель для фрагмента вашей системы, задайте точку ввода линеаризации и выходную точку на сигнале ввода и вывода к фрагменту модели, которую вы хотите линеаризовать. Чтобы вычислить ответ разомкнутого цикла, задайте открытия цикла, чтобы повредить поток сигналов. Можно также вычислить MIMO линейные модели путем определения нескольких точек ввода и вывода.

Аналитические точки

Можно задать следующие типы линейных аналитических точек с помощью программного обеспечения Simulink^® Control Design™. Эти аналитические точки являются чистыми аннотациями и не влияют на симуляцию модели.

Аналитическая точка Описание

Аналитическая точка	Описание
Введите возмущение	Задает аддитивный вход к сигналу. Чтобы задать передаточную функцию для линеаризованной системы, можно использовать входное возмущение с выходным измерением или разомкнутым циклом выход. Например, чтобы вычислить ответ G / (1+GK) в системе в качестве примера, задайте входное возмущение du и выходное измерение y как показано.
Выведите измерение	Проводит измерения в сигнале. Чтобы задать передаточную функцию для линеаризованной системы, можно использовать выходное измерение с входным возмущением или входом разомкнутого цикла. Например, чтобы вычислить ответ-K / (1+KG) в системе в качестве примера, укажите, что выходное измерение указывает u и входному возмущению dy как показано.
Пропуск цикла	Задает открытие цикла. Используйте пропуск цикла, чтобы вычислить передаточную функцию разомкнутого цикла вокруг цикла. Как правило, вы используете пропуски цикла, когда вы имеете вложенные циклы или хотите проигнорировать эффект некоторых циклов. В системе в качестве примера пропуск цикла останавливает поток сигналов в u. В результате передаточная функция от входного возмущения de к выходному измерению y 0.
Разомкнутый цикл вводится	Задает пропуск цикла, сопровождаемый входным возмущением. Чтобы линеаризовать объект или контроллер, можно использовать вход разомкнутого цикла с выходным измерением или разомкнутым циклом выход. Например, чтобы линеаризовать объект в системе в качестве примера, добавьте вход разомкнутого цикла перед G и выходным измерением y после G, как показано. Разомкнутый цикл ввел, повреждает поток сигналов в u и добавляет входное возмущение du.
Разомкнутый цикл выводится	Задает выходное измерение, сопровождаемое пропуском цикла. Чтобы линеаризовать объект или контроллер, можно использовать разомкнутый цикл выход с входным возмущением или входом разомкнутого цикла. Например, чтобы вычислить ответ-K в системе в качестве примера, добавьте разомкнутый цикл выход после K и входного возмущения dy после G, как показано. Разомкнутый цикл вывел, повреждает поток сигналов и добавляет выходное измерение u.
Передаточная функция цикла	Задает выходное измерение перед пропуском цикла, сопровождаемым входным возмущением. Чтобы вычислить передаточную функцию разомкнутого цикла вокруг цикла, используйте аналитическую точку передачи цикла. Например, чтобы вычислить-KG в системе в качестве примера, задайте аналитическую точку передачи цикла как показано. Программное обеспечение добавляет выходное измерение, u повреждает поток сигналов и добавляет входное возмущение du.
Функция чувствительности	Задает входное возмущение, сопровождаемое выходным измерением. Функция чувствительности измеряется, насколько чувствительный сигнал к добавленному воздействию. Чувствительность является мерой с обратной связью. Обратная связь уменьшает чувствительность в диапазоне частот, где коэффициент усиления разомкнутого контура больше `1`. Например, чтобы вычислить чувствительность во входе объекта системы в качестве примера, добавьте аналитическую точку функции чувствительности как показано. Программное обеспечение добавляет входное возмущение du, сопровождаемый выходным измерением u. Передаточная функция с обратной связью от du до u равняется 1 / (1+KG).
Дополнительная функция чувствительности	Задает выходное измерение, сопровождаемое входным возмущением. Дополнительная функция чувствительности в точке является передаточной функцией от аддитивного воздействия в точке к измерению в той же точке. В отличие от функции чувствительности, воздействие добавляется после измерения. Используйте эту аналитическую точку, чтобы вычислить передаточную функцию с обратной связью вокруг цикла. Например, чтобы вычислить передаточную функцию с обратной связью для системы в качестве примера, добавьте дополнительную аналитическую точку функции чувствительности как показано. Программное обеспечение добавляет выходное измерение u, сопровождаемый и входное возмущение du. Передаточная функция с обратной связью от du до u является-KG / (1+KG).

Введите возмущение

Задает аддитивный вход к сигналу.

Чтобы задать передаточную функцию для линеаризованной системы, можно использовать входное возмущение с выходным измерением или разомкнутым циклом выход.

Например, чтобы вычислить ответ G / (1+GK) в системе в качестве примера, задайте входное возмущение du и выходное измерение y как показано.

Выведите измерение

Проводит измерения в сигнале.

Чтобы задать передаточную функцию для линеаризованной системы, можно использовать выходное измерение с входным возмущением или входом разомкнутого цикла.

Например, чтобы вычислить ответ-K / (1+KG) в системе в качестве примера, укажите, что выходное измерение указывает u и входному возмущению dy как показано.

Пропуск цикла

Задает открытие цикла.

Используйте пропуск цикла, чтобы вычислить передаточную функцию разомкнутого цикла вокруг цикла. Как правило, вы используете пропуски цикла, когда вы имеете вложенные циклы или хотите проигнорировать эффект некоторых циклов.

В системе в качестве примера пропуск цикла останавливает поток сигналов в u. В результате передаточная функция от входного возмущения de к выходному измерению y 0.

Разомкнутый цикл вводится

Задает пропуск цикла, сопровождаемый входным возмущением.

Чтобы линеаризовать объект или контроллер, можно использовать вход разомкнутого цикла с выходным измерением или разомкнутым циклом выход.

Например, чтобы линеаризовать объект в системе в качестве примера, добавьте вход разомкнутого цикла перед G и выходным измерением y после G, как показано. Разомкнутый цикл ввел, повреждает поток сигналов в u и добавляет входное возмущение du.

Разомкнутый цикл выводится

Задает выходное измерение, сопровождаемое пропуском цикла.

Чтобы линеаризовать объект или контроллер, можно использовать разомкнутый цикл выход с входным возмущением или входом разомкнутого цикла.

Например, чтобы вычислить ответ-K в системе в качестве примера, добавьте разомкнутый цикл выход после K и входного возмущения dy после G, как показано. Разомкнутый цикл вывел, повреждает поток сигналов и добавляет выходное измерение u.

Передаточная функция цикла

Задает выходное измерение перед пропуском цикла, сопровождаемым входным возмущением.

Чтобы вычислить передаточную функцию разомкнутого цикла вокруг цикла, используйте аналитическую точку передачи цикла.

Например, чтобы вычислить-KG в системе в качестве примера, задайте аналитическую точку передачи цикла как показано. Программное обеспечение добавляет выходное измерение, u повреждает поток сигналов и добавляет входное возмущение du.

Функция чувствительности

Задает входное возмущение, сопровождаемое выходным измерением.

Функция чувствительности измеряется, насколько чувствительный сигнал к добавленному воздействию. Чувствительность является мерой с обратной связью. Обратная связь уменьшает чувствительность в диапазоне частот, где коэффициент усиления разомкнутого контура больше 1.

Например, чтобы вычислить чувствительность во входе объекта системы в качестве примера, добавьте аналитическую точку функции чувствительности как показано. Программное обеспечение добавляет входное возмущение du, сопровождаемый выходным измерением u. Передаточная функция с обратной связью от du до u равняется 1 / (1+KG).

Дополнительная функция чувствительности

Задает выходное измерение, сопровождаемое входным возмущением.

Дополнительная функция чувствительности в точке является передаточной функцией от аддитивного воздействия в точке к измерению в той же точке. В отличие от функции чувствительности, воздействие добавляется после измерения. Используйте эту аналитическую точку, чтобы вычислить передаточную функцию с обратной связью вокруг цикла.

Например, чтобы вычислить передаточную функцию с обратной связью для системы в качестве примера, добавьте дополнительную аналитическую точку функции чувствительности как показано. Программное обеспечение добавляет выходное измерение u, сопровождаемый и входное возмущение du. Передаточная функция с обратной связью от du до u является-KG / (1+KG).

Открытие обратной связи

Если ваша модель содержит одну или несколько обратной связи, можно принять решение линеаризовать разомкнутый цикл или систему с обратной связью.

Чтобы удалить эффекты обратной связи, использование аналитических точек позволяет вам вставить цикл, открывающийся, вручную не повреждая сигнальную линию. Вручную удаление сигнала обратной связи из нелинейной модели изменяет рабочую точку модели и производит различную линеаризовавшую модель. Для получения дополнительной информации смотрите Как Открытия Цикла Обработок программного обеспечения.

Соответствующее размещение открытия цикла важно для получения линейной модели, которую вы хотите. Чтобы изучить различие между разомкнутым циклом и анализом с обратной связью, рассмотрите следующую одноконтурную систему управления.

Предположим, что вы хотите линеаризовать объект P о рабочей точке равновесия модели.

Чтобы линеаризовать только объект, вы открываете цикл при выходе блока P. Если вы не открываете цикл, линеаризовавшая модель между U и Y включает эффект обратной связи.

Цикл, открытый в Y?	Передаточная функция от U до Y
Да	$P (s)$
Нет	$\frac{P (s)}{1 + P (s) C (s)}$

Цикл, открытый в Y?

Передаточная функция от U до Y

Да

$P (s)$

Нет

$\frac{P (s)}{1 + P (s) C (s)}$

Открытие цикла не должно быть в том же месте как точка ввода или вывода линеаризации. Например, следующая система имеет цикл, открывающийся после усиления на внешней обратной связи, которая удаляет эффект этого цикла от линеаризации. В результате только синие блоки находятся на пути к линеаризации.

В этом примере, если вы помещаете цикл, открывающийся в том же местоположении как выходная точка линеаризации, эффект внутреннего цикла также удален из результата линеаризации.

Способы задать фрагмент модели, чтобы линеаризовать

Существует несколько способов задать фрагмент модели, вы хотите линеаризовать использующие линейные аналитические точки. Каждый метод имеет свои собственные преимущества и зависит, на котором инструменте линеаризации вы используете. Для получения дополнительной информации о выборе инструментов линеаризации смотрите, Выбирают Linearization Tools.

Задайте фрагмент модели...	Используйте этот метод если...	Для получения дополнительной информации смотрите...
В модели Simulink	Вы хотите сохранить аналитические точки непосредственно в модели или графически отобразить аналитические точки в модели.	Задайте фрагмент модели, чтобы линеаризовать в модели Simulink
Используя Model Linearizer	Вы хотите линеаризовать свою модель в интерактивном режиме с помощью Model Linearizer, не изменяя модель Simulink. Используя этот метод можно задать несколько разомкнутый цикл или передаточные функции с обратной связью для модели.	Задайте фрагмент модели, чтобы линеаризовать в Model Linearizer
В командной строке с помощью `linio` команда	Вы хотите линеаризовать свою модель с помощью `linearize` команда. Используя `linio` не изменяет модель Simulink.	Задайте фрагмент модели, чтобы линеаризовать в командной строке
Используя `slLinearizer` интерфейс	Вы хотите получить несколько разомкнутый цикл или передаточные функции с обратной связью от линеаризованной системы, не перекомпилировав модель. Используя этот метод не изменяет модель Simulink.	Отметьте представляющие интерес сигналы для пакетной линеаризации
Используя `slTuner` интерфейс	Вы хотите получить несколько разомкнутый цикл или передаточные функции с обратной связью от настроенной системы управления, не перекомпилировав модель. Используя этот метод не изменяет модель Simulink.	Отметьте представляющие интерес сигналы для анализа и проектирования системы управления
Как определенный блок или подсистема	Вы хотите линеаризовать определенный блок или подсистему, не задавая аналитические точки для всех вводов и выводов блока. Используя этот метод не изменяет модель Simulink.	Линеаризуйте объект

Документация