Модуль настройки системы управления параметризует каждый блок, назначенный для настройки.
При настройке модели Simulink ® модуль настройки системы управления автоматически назначает параметризацию по умолчанию настраиваемым блокам в модели. Параметризация по умолчанию зависит от типа блока. Например, блок контроллера PID, сконфигурированный для структуры PI, параметризуется пропорциональным усилением и интегральным усилением следующим образом:
Ki1s.
Kp и Ki - настраиваемые параметры, значения которых оптимизированы для удовлетворения заданных целей настройки.
При настройке предопределенной архитектуры управления или модели MATLAB ® (обобщенное состояние-пространство) при ее создании в командной строке MATLAB определяется параметризация каждого настраиваемого блока. Например, можно использоватьtunablePID для создания настраиваемого блока PID.
Средство настройки системы управления позволяет просматривать и изменять параметры любого настраиваемого блока. Изменение параметризации может включать изменение структуры или текущих значений параметров. Можно также назначить отдельные параметры блоков фиксированными (не настраиваемыми) или ограничить диапазон их настройки.
Чтобы получить доступ к параметризации блока, обозначенного как настроенный блок, в браузере данных в области «Настроенные блоки» дважды щелкните имя блока. Откроется диалоговое окно «Редактор настроенных блоков», в котором отображается текущая параметризация блока.
В полях редактора настроенных блоков отображается тип параметризации, например: PID, State-Space, или Gain. Для получения более подробной информации о полях нажмите.
Примечание
Чтобы найти настроенный блок в модели Simulink, щелкните правой кнопкой мыши имя блока в браузере данных и выберите «Выделить».
Можно изменить текущее значение параметра, исправить его текущее значение (сделать параметр не настраиваемым) или ограничить диапазон настройки параметра.
Чтобы изменить текущее значение параметра, введите новое значение в текстовое поле. Либо щелкните значок,
чтобы использовать редактор переменных для изменения текущего значения. При попытке ввести недопустимое значение параметр возвращается к предыдущему значению.
Щелкните
значок, чтобы получить доступ к дополнительным свойствам каждого параметра и отредактировать их.
Minimum - минимальное значение, которое параметр может принять при настройке системы управления.
Maximum - максимальное значение, которое параметр может принять при настройке системы управления.
Свободно - когда значение равно true, Control System Toolbox настраивает параметр. Чтобы зафиксировать значение параметра, установите значение Free равным false.
Для параметров, возвращающих значение массива, эти свойства можно задавать независимо для каждой записи в массиве. Например, для векторного коэффициента усиления длиной 3 введите [1 10 100] для установки текущего значения трех коэффициентов усиления на 1, 10 и 100 соответственно. Либо щелкните значок, чтобы использовать редактор переменных для задания таких значений.
Для векторных или матричных параметров можно использовать параметр Free для ограничения структуры параметра. Например, чтобы ограничить параметр со значением матрицы диагональной матрицей, установите текущие значения не диагональных элементов на 0 и установите соответствующие записи в Free на false.
При настройке системы управления, представленной моделью Simulink или предопределенной архитектурой обратной связи, можно задать пользовательскую параметризацию для любого настроенного блока с использованием обобщенного состояния-пространства (genss) модель. Для этого создайте и настройте genss модель в рабочем пространстве MATLAB с требуемой параметризацией, начальными значениями параметров и свойствами параметров. В диалоговом окне «Изменение параметров» выберите Custom. В области Параметризация имя переменной genss модель.
Например, предположим, что требуется задать настраиваемый фильтр нижних частот F = a/( s + a), где a - настраиваемый параметр. Сначала в командной строке MATLAB создайте настраиваемыйgenss модель, представляющая структуру фильтра нижних частот.
a = realp('a',1);
F = tf(a,[1 a]);
F =
Generalized continuous-time state-space model with 1 outputs, 1 inputs,
1 states, and the following blocks:
a: Scalar parameter, 2 occurrences.
Type "ss(F)" to see the current value, "get(F)" to see all properties, and
"F.Blocks" to interact with the blocks.
Затем в редакторе настроенных блоков введите F в области «Параметризация».
При задании пользовательской параметризации для блока Simulink может оказаться невозможным записать значение настроенного блока обратно в модель Simulink. При записи значений в блоки Simulink модуль настройки системы управления пропускает блоки, которые не могут представлять настроенное значение простым способом и без потерь. Например, при повторной параметризации блока Simulink контроллера PID в качестве модели пространства состояния третьего порядка тюнер системы управления не будет записывать настроенное значение обратно в блок.
Когда тюнер системы управления записывает настроенные параметры обратно в модель Simulink, каждое значение настроенного блока автоматически преобразуется из времени выборки, используемого для настройки, в время выборки блока Simulink. Если два времени выборки различаются, редактор настроенных блоков содержит дополнительные опции преобразования скорости, которые определяют способ выполнения этой операции повторной выборки для соответствующего блока.
По умолчанию модуль настройки системы управления выполняет линеаризацию и настройку в непрерывном режиме (время выборки = 0). Можно задать дискретную линеаризацию и настройку и изменить время выборки. Для этого на вкладке Система управления (Control System) щелкните Опции линеаризации (Linearization Options). Время выборки для настройки отражает время выборки, указанное в диалоговом окне «Параметры линеаризации».
Остальные параметры преобразования скорости зависят от параметризованного блока.
Для параметризации непрерывных блоков PID Controller и PID Controller (2-DOF) можно независимо указать методы преобразования скорости как формулы дискретизации для интегратора и фильтра производных. Каждый из них имеет следующие опции:
Trapezoidal (по умолчанию) - интегратор или производный фильтр, дискретизированный как (Ts/2)*(z+1)/(z-1), где Ts - целевое время выборки.
Forward Euler — Ts/(z-1).
Backward Euler — Ts*z/(z-1).
Дополнительные сведения о формулах дискретизации PID см. в разделе Контроллеры дискретной пропорциональной-интегральной производной (PID).
Для дискретных блоков PID Controller и PID Controller (2-DOF) в диалоговом окне блоков задаются методы интегратора и производного фильтра. Изменить их в редакторе настроенных блоков невозможно.
Для блоков, отличных от блоков контроллера PID, доступны следующие методы преобразования скорости:
Zero-order hold - Удержание нулевого порядка на входах. Для большинства динамических блоков это метод преобразования ставок по умолчанию.
Tustin - Билинейное (Тустинское) приближение.
Tustin with prewarping - аппроксимация Tustin с лучшим согласованием между исходной динамикой и динамикой, преобразованной по скорости, на предвоенной частоте. Введите частоту в поле Частота предварительного предупреждения.
First-order hold - Линейная интерполяция входов.
Matched (только SISO) - эквиваленты соответствия нулевого полюса.
Дополнительные сведения об этих методах преобразования скорости см. в разделе Методы непрерывного дискретного преобразования.
Для следующих блоков невозможно задать метод преобразования ставок в редакторе настроенных блоков.
Дискретный контроллер PID и блок контроллера PID (2-DOF). Задайте методы интегратора и фильтра производных в диалоговом окне блока.
Блок усиления, потому что он статический.
Передача блока Fcn Real Zero. Этот блок может быть настроен только в момент времени выборки, указанный в блоке.
Блок, дискретизированный с помощью дискретизатора модели. Время выборки для этого блока указывается в самом дискретизаторе модели.