Проект компенсатора для набора моделей объекта управления

Открыть скрипт

В этом примере показано, как проектировать и анализировать контроллер для нескольких моделей объекта управления с помощью Control System Designer.

Получите набор моделей объекта управления

Для типичной проблемы обратной связи, контроллера, C, спроектирован, чтобы удовлетворить некоторой цели эффективности.

Как правило, динамика объекта, G, не известны точно и может варьироваться на основе условий работы. Например, системная динамика может варьироваться:

Из-за производственных допусков, которые обычно задаются как область значений о номинальной стоимости. Например, резисторы имеют заданный допустимый диапазон, такой как 5 Ом +/-1%.

Условия работы. Например, движущие силы самолета изменяются на основе высоты и скорости.

При разработке контроллеров для этих типов систем целям эффективности нужно удовлетворить для всех изменений системы.

Можно смоделировать такие системы в виде набора моделей LTI, сохраненных в массиве LTI. Можно затем использовать Control System Designer, чтобы спроектировать контроллер для номинального объекта от массива и анализировать проектирование контроллера для целого набора объектов.

Следующий список показывает команды для создания массива моделей LTI:

Control System Toolbox™:

Функции: stacktf , zpk, ss, frd

Simulink® Control Design™:

Функции: frestimate (Simulink Control Design), linearize (Simulink Control Design)
Пример: отслеживание уставки двигателя постоянного тока с изменениями параметра (Simulink Control Design).

Robust Control Toolbox™:

Функции: uss (Robust Control Toolbox), usample (Robust Control Toolbox), usubs (Robust Control Toolbox).

System Identification Toolbox™:

Функции: pem (System Identification Toolbox), oe (System Identification Toolbox), arx (System Identification Toolbox).

Создайте массив LTI

В этом примере модель объекта управления является системой второго порядка:

$G(s) = \frac{\omega_n^2}{s^2 +2\zeta\omega_n s+\omega_n^2}$

где

$\omega_n = (1,1.5,2)$ и $\zeta = (.2,.5,.8)$ .

Создайте массив LTI для комбинаций $\zeta$ и $\omega_n$ .

wn = [1,1.5,2];
zeta = [.2,.5,.8];
ct = 1;
for ct1 = 1:length(wn)
    for ct2 = 1:length(zeta)
        zetai = zeta(ct2);
        wni = wn(ct1);
        G(1,1,ct) = tf(wni^2,[1,2*zetai*wni,wni^2]);
        ct = ct+1;
    end
end

size(G)

9x1 array of transfer functions.
Each model has 1 outputs and 1 inputs.

Открытый Control System Designer

Запустите Control System Designer.

controlSystemDesigner(G)

Приложение открывается, Предвещают и редакторы разомкнутого контура корневого годографа, открытые наряду с переходным процессом.

По умолчанию номинальная модель, используемая для проекта, является первым элементом в массиве LTI.

Редактор корневого годографа отображает корневой годограф для номинальной модели и местоположений полюса с обратной связью, сопоставленных с набором объектов.

Предвещать редактор отображает и номинальный ответ модели и ответы набора объектов.

Используя эти редакторы, можно в интерактивном режиме настроить усиление, полюса и нули компенсатора, одновременно визуализируя эффект на съемочной площадке объектов.

Измените номинальную модель

Чтобы изменить номинальную модель, в приложении, нажимают Multimodel Configuration.

Чтобы выбрать пятую модель в массиве как, номинальная модель, в диалоговом окне Multimodel Configuration, установила Номинальный индекс Модели на 5. Графики отклика приложений обновляются автоматически.

Опции для графического вывода ответов

Графики отклика всегда показывают ответ номинальной модели. Чтобы просмотреть другие ответы модели, щелкните правой кнопкой по области построения и выбору:

Отображение мультимодели> Отдельные Ответы, чтобы просмотреть ответ для каждой модели.
Отображение мультимодели> Границы, чтобы просмотреть конверт, который инкапсулирует все ответы.

Документация