В этом примере показано, как проектировать компенсатор для установки с задержками по времени с помощью конструктора систем управления.
При работе с системами временной задержки целесообразно работать с инструментами анализа и проектирования, которые непосредственно поддерживают временные задержки, чтобы можно было точно оценить производительность и стабильность. Однако многие методы и алгоритмы управления не могут непосредственно обрабатывать временные задержки. Общий обходной путь состоит в замене задержек на их аппроксимации Pade (всепроходные фильтры). Поскольку эта аппроксимация действительна только на низких частотах, важно выбрать правильный порядок аппроксимации и проверить достоверность аппроксимации.
Конструктор систем управления предоставляет различные инструменты проектирования и анализа. Некоторые из этих инструментов поддерживают задержки времени точно, в то время как другие поддерживают задержки времени косвенно посредством аппроксимаций. Используйте эти инструменты для проектирования компенсаторов для вашей системы управления и визуализации компромиссов, достигнутых при использовании аппроксимаций.
Для этого примера, в котором используется конфигурация с единичной обратной связью, модель установки имеет временную задержку:
e-0,5s1s + 1
Создайте модель завода.
G = tf(1,[1,1],'InputDelay',0.5);В приложении следующие инструменты поддерживают задержки времени непосредственно:
Редакторы Боде и Николса
Графики ответа по времени
Графики частотной характеристики
Откройте конструктор систем управления, импортируя модель завода и используя конфигурацию редактора Боде.
controlSystemDesigner({'bode'},G)
Фазовый отклик графика Боде показывает эффект скатывания из точного представления задержки. Начало ответа шага показывает точное представление 0,5-секундной задержки.
Откройте график Найквиста отклика с разомкнутым контуром. В браузере данных щелкните правой кнопкой мыши LoopTransfer_Cи выберите Plot > nyquist.
Реакция Найквиста, оборачивающаяся вокруг начала координат спиральным образом, является результатом точного представления временной задержки.
В приложении следующие инструменты приближают временные задержки:
Редактор корневых локусов
Графики полюса/нуля
Многие из методов автоматической настройки
При использовании аппроксимаций результаты не являются точными и зависят от достоверности аппроксимации. Каждый инструмент в Control System Designer содержит панель предупреждения для указания времени аппроксимации задержек.
Откройте график редактора корневых локусов для ответа с разомкнутым контуром. Нажмите «Методы настройки» и выберите «Редактор корневых локусов». В диалоговом окне «Выбор ответа для редактирования» нажмите «Печать».
Чтобы изменить параметры аппроксимации, щелкните гиперссылку в уведомлении. В диалоговом окне «Настройки конструктора систем управления» на вкладке «Временные задержки» задайте порядок установки 4. Кроме того, можно задать полосу пропускания, по которой требуется точность аппроксимации.
Аппроксимация Паде более высокого порядка добавляет полюса и нули в график локуса корня.
