Gain scheduling является подходом к управлению нелинейных систем с помощью семейства линейных контроллеров, каждого обеспечивающего удовлетворительного управления для различной рабочей точки системы. Запланированное на усиление управление обычно реализуется с помощью контроллера, усиления которого автоматически настроены как функция scheduling variables, которые описывают текущую рабочую точку. Такие переменные могут включать время, внешние условия работы или системные состояния, такие как ориентация или скорость.
Запланированные на усиление системы управления часто проектируются путем выбора маленького набора рабочих точек, design points, и разработки подходящего линейного контроллера для каждой точки. В операции система переключает или интерполирует между этими контроллерами согласно текущим значениям переменных планирования.
Табличное управление наиболее подходит, когда переменные планирования являются внешними параметрами, которые медленно варьируются по сравнению с пропускной способностью управления, такой как температура окружающей среды химической реакции или скорость крейсерского самолета. Табличное управление является самым сложным, когда переменные планирования зависят от быстро различных состояний системы. Поскольку локальная линейная эффективность около рабочих точек не является никакой гарантией глобальной эффективности в нелинейных системах, обширная основанная на симуляции валидация требуется. См. [1] для обзора табличного управления и его проблем.
Чтобы спроектировать запланированную на усиление систему управления, вам нужно:
operating range, заданный как набор областей значений, в которых значения соответствующих системных параметров остаются во время операции. Например, если ваша система является крейсерским самолетом, то рабочий диапазон может быть углом установки между-20 ° и 20 ° и послать авиапочтой в области значений 200-250 м/с.
Некоторые измеримые переменные, которые указывают, где в рабочем диапазоне система в установленный срок. Эти сигналы являются переменными планирования. Для системы самолета переменные планирования могут быть углом установки и скоростью полета.
gain schedule, который включает формулы или таблицы данных, которые возвращают соответствующие усиления контроллера для данных значений переменных планирования. Для системы самолета расписание усиления дает соответствующие усиления контроллера для любой комбинации угла установки и скорости полета в рабочем диапазоне.
Control System Toolbox™ обеспечивает блоки, которые помогают вам модель запланированные на усиление системы управления в Simulink®. Эти блоки позволяют вам реализовать общие элементы системы управления переменными параметрами. Например, блок Varying PID Controller принимает коэффициенты ПИД как входные параметры. В вашей модели вы используете блоки, такие как n-D Lookup Table или блоки MATLAB Function, чтобы реализовать расписание усиления. Для получения дополнительной информации и примеры, смотрите Запланированные на усиление Системы управления Модели в Simulink.
Если у вас есть Simulink Control Design™, можно использовать
systune настроить расписания усиления, чтобы достигнуть системы управления, которая достигает целей эффективности через целый рабочий диапазон. Для получения дополнительной информации см. Расписания Усиления Мелодии в Simulink.
[1] Rugh, W.J., и Дж.С. Шэмма, “Исследование в области Табличного управления”, Automatica, 36 (2000), стр 1401-1425.