Конструкция компенсатора для набора моделей установки

Открыть сценарий

В этом примере показано, как проектировать и анализировать контроллер для нескольких моделей завода с помощью конструктора систем управления.

Получение набора моделей завода

Для типичной проблемы обратной связи, контроллер, C, предназначен для удовлетворения определенной цели производительности.

Как правило, динамика завода, G, не известны точно и могут изменяться в зависимости от условий эксплуатации. Например, динамика системы может быть различной:

Из-за производственных допусков, которые обычно определяются как диапазон относительно номинального значения. Например, резисторы имеют заданный диапазон допусков, например 5 Ом +/- 1%.

Условия эксплуатации. Например, динамика самолета меняется в зависимости от высоты и скорости.

При проектировании контроллеров для этих типов систем цели производительности должны быть выполнены для всех вариантов системы.

Такие системы можно моделировать как набор моделей LTI, хранящихся в массиве LTI. Затем можно использовать Control System Designer для проектирования контроллера для номинальной установки из массива и анализа конструкции контроллера для всего набора установок.

В следующем списке показаны команды для создания массива моделей LTI:

Toolbox™ системы управления:

Функции: stack, tf, zpk, ss, frd

Design™ управления Simulink ®:

Функции: frestimate(Проект управления Simulink), linearize(Проект управления Simulink)
Пример: Эталонное отслеживание двигателя постоянного тока с изменениями параметров (Simulink Control Design).

Надежные Toolbox™ управления:

Функции: uss (инструментарий надежного управления), usample (инструментарий надежного управления), usubs (Надёжная панель инструментов управления).

Toolbox™ идентификации системы:

Функции: pem(Панель инструментов идентификации системы), oe(Панель инструментов идентификации системы), arx(Панель инструментов идентификации системы).

Создание массива LTI

В этом примере модель завода представляет собой систему 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.

Конструктор открытых систем управления

Запустите конструктор системы управления.

controlSystemDesigner(G)

Приложение открывается с открытыми редакторами Bode и root locus вместе с графиком ответа на шаг.

По умолчанию номинальная модель, используемая для проектирования, является первым элементом массива LTI.

Редактор корневого локуса отображает корневой локус для номинальной модели и расположения полюсов с замкнутым контуром, связанные с набором растений.

Редактор Боде отображает как номинальный отклик модели, так и отклики набора растений.

С помощью этих редакторов можно интерактивно настраивать коэффициент усиления, полюса и нули компенсатора, одновременно визуализируя эффект на наборе растений.

Изменение номинальной модели

Чтобы изменить номинальную модель, в приложении щелкните Конфигурация мультимодели.

Чтобы выбрать пятую модель в массиве в качестве номинальной, в диалоговом окне Конфигурация мультимодели (Multimodel Configuration) задайте для параметра Индекс номинальной модели (Nominal Model Index) значение 5. График ответа приложения обновляется автоматически.

Параметры печати ответов

Графики отклика всегда показывают отклик номинальной модели. Чтобы просмотреть другие ответы модели, щелкните правой кнопкой мыши область печати и выберите:

Мультимодельный дисплей > Отдельные ответы для просмотра ответа для каждой модели.
Отображение мультимодели > Границы для просмотра оболочки, которая инкапсулирует все ответы.

Документация