Exponenta Banner

Визуализируйте линейную систему в нескольких снимках состояния симуляции

В этом примере показано, как визуализировать характеристики линейной системы нелинейной модели Simulink® в нескольких снимках состояния симуляции.

  1. Открытая модель Simulink.

    Например:

    watertank

  2. Откройте Браузер Библиотеки Simulink. В Редакторе Simulink, на вкладке Simulation, нажимают Library Browser.

  3. Добавьте блок графика в модель Simulink.

    1. В библиотеке Simulink Control Design выберите Linear Analysis Plots.

    2. Перетащите мышью блок, такой как блок Gain and Phase Margin Plot, в окно модели Simulink.

      Модель теперь напоминает следующую фигуру.

  4. Дважды кликните блок, чтобы открыть диалоговое окно Block Parameters.

    Чтобы узнать больше о параметрах блоков, смотрите страницы с описанием блока.

  5. Задайте точки ввода-вывода линеаризации.

    Линейная система вычисляется для Системы Бака с водой.

    Совет

    Если ваша модель уже содержит точки ввода-вывода, блок автоматически обнаруживает эти точки и отображает их. Щелкните в любое время, чтобы обновить таблицу Linearization inputs/outputs с I/Os из модели.

    1. Задавать вход:

      1. Щелкните смежный с таблицей Linearization inputs/outputs.

        Диалоговое окно Параметров блоков расширяется, чтобы отобразить область Click a signal in the model to select it.

      2. В модели Simulink кликните по выходному сигналу PID Controller блокируйтесь, чтобы выбрать его.

        Область Click a signal in the model to select it обновляется, чтобы отобразить выбранный сигнал.

        Совет

        Можно выбрать несколько сигналов целиком в модели Simulink. Все выбранные сигналы появляются в области Click a signal in the model to select it.

      3. Щелкните, чтобы добавить сигнал в таблицу Linearization inputs/outputs.

    2. Задавать выход:

      1. В модели Simulink кликните по выходному сигналу Water-Tank System блокируйтесь, чтобы выбрать его.

        Область Click a signal in the model to select it обновляется, чтобы отобразить выбранный сигнал.

      2. Щелкните, чтобы добавить сигнал в таблицу Linearization inputs/outputs.

      3. В Configuration выпадающий список таблицы Linearization inputs/outputs выберите Open-loop Output для watertank/Water-Tank System : 1.

      Таблица Linearization inputs/outputs теперь напоминает следующую фигуру.

    3. Щелкните, чтобы свернуть область Click a signal in the model to select it.

    Совет

    В качестве альтернативы, прежде чем вы добавляете блок Linear Analysis Plots, щелкните правой кнопкой по сигналам по модели Simulink и выберите Linear Analysis Points> Input Perturbation и Linear Analysis Points> Open-loop Output. Аннотации ввода-вывода линеаризации появляются в модели, и выбранные сигналы появляются в таблице Linearization inputs/outputs.

  6. Задайте времена снимка состояния симуляции.

    1. Во вкладке Linearizations проверьте тот Simulation snapshots выбран в Linearize on.

    2. В поле Snapshot times введите [0 1 5].

  7. Задайте тип графика, чтобы построить запасы по амплитуде и фазе. Типом графика является Bode по умолчанию.

    1. Выберите Nichols в Plot type

    2. Нажмите Show Plot, чтобы открыть пустой график Николса.

  8. Сохраните линейную систему.

    1. Выберите вкладку Logging.

    2. Выберите опцию Save data to workspace и задайте имя переменной в поле Variable name.

      Вкладка Logging теперь напоминает следующую фигуру.

  9. Постройте запасы по амплитуде и фазе путем нажатия в окне графика.

    Программное обеспечение линеаризует фрагмент модели между вводом и выводом линеаризации во временах симуляции 0, 1 и 5 и строит запасы по амплитуде и фазе.

    После того, как симуляция завершается, окно графика напоминает следующую фигуру.

    Совет

    Щелкните, чтобы просмотреть легенду.

Вычисленная линейная система сохранена как sys в рабочей области MATLAB®. sys структура с time и values поля . Чтобы просмотреть структуру, введите:

sys

Эта команда возвращает следующие результаты:

sys = 

         time: [3x1 double]
       values: [4-D ss]
    blockName: 'watertank/Gain and Phase Margin Plot'

  • time поле содержит времена симуляции, в которых линеаризуется модель.

  • values поле является массивом объектов пространства состояний (Control System Toolbox), которые хранят линейные системы, вычисленные в заданных временах симуляции.

(Если модель Simulink сконфигурирована, чтобы сохранить симуляцию выход как отдельный объект, структура данных sys поле в Simulink.SimulationOutput объект, который содержит регистрируемые данные моделирования. Для получения дополнительной информации о регистрации данных в Simulink, смотрите Данные моделирования Экспорта (Simulink) и Simulink.SimulationOutput страница с описанием.)

Смотрите также

Похожие темы

Документация Simulink Control Design
Поддержка