Обычно контроллеры с планированием усиления представляют собой фиксированные одноконтурные или многокольцевые структуры управления, в которых усиление контроллера изменяется в зависимости от рабочего состояния. График усиления преобразует переменные планирования, которые описывают текущее рабочее состояние, в соответствующие коэффициенты усиления контроллера. В Simulink ® можно реализовать графики усиления с помощью таблиц поиска или функций MATLAB ®. (См. раздел Системы управления с планированием усиления модели в Simulink.)
При наличии Design™ управления Simulink можно использовать
systune чтобы настроить эти графики усиления таким образом, чтобы полная нелинейная система соответствовала требованиям проекта. Настройка графиков усиления означает идентификацию соответствующих значений для данных таблицы поиска или поиск правильной функции для встраивания в блок функции MATLAB. Для systune, вы параметризуете графики усиления как функции переменных планирования с настраиваемыми коэффициентами.
Общий рабочий процесс настройки систем управления с планированием усиления:
Выберите набор точек проектирования, соответствующий рабочему диапазону, в котором выполняется настройка. Точка проектирования - это набор значений переменных планирования, которые описывают конкретное рабочее условие. Набор точек проектирования может быть обычной сеткой значений или рассеянным набором. Обычно начинается с нескольких точек проектирования. Если производительность настроенной системы в точках проектирования не поддерживается между точками проектирования, добавьте дополнительные точки проектирования и повторите установку.
Получение коллекции линейных моделей, описывающих линеаризованную динамику растений в выбранных точках проектирования. Способы получения массива линейных моделей:
Линеаризация модели Simulink при каждом рабочем условии, представленном в сетке расчетных точек. Например, если каждая расчетная точка соответствует установившемуся рабочему условию, можно обрезать установку в каждой расчетной точке и провести линеаризацию в результирующей рабочей точке. Или, если переменной планирования является время, можно выполнить линеаризацию в серии снимков моделирования.
Образец модели LPV завода в точках проектирования.
Дополнительные сведения см. в разделе Заводские модели настройки контроллера усиления по расписанию.
Создание slTuner интерфейс для настройки Simulink. При этом необходимо заменить массив линейных моделей для завода, чтобы slTuner содержит набор перестраиваемых моделей с замкнутым контуром, соответствующих каждой точке проектирования. Дополнительные сведения см. в разделе Несколько точек проектирования в интерфейсе slTuner.
Моделирование спецификаций усиления как параметрических поверхностей усиления. Параметрическая поверхность усиления - это расширение базисной функции с настраиваемыми коэффициентами. Для вектора λ переменных планирования такое расширение имеет вид:
KMFM (n (λ)).
n (λ) - нормирующая функция. Для настройки с помощьюsystune, вы используете tunableSurface для представления параметрической поверхности усиления K (λ). В slTuner интерфейс, созданный для настройки, использование setBlockParam чтобы связать результирующую поверхность усиления с блоком, который представляет спецификацию усиления. systune настраивает коэффициенты, K0,...,KM по всем точкам проектирования.
Дополнительные сведения см. в разделе Параметризация графиков усиления.
Укажите цели настройки с помощью TuningGoal объекты. Можно указать цели настройки, которые применяются во всех точках проектирования или в подмножестве точек проектирования. Можно также указать цели настройки, которые варьируются от точки проектирования к точке проектирования. Например, можно определить минимальный запас усиления, который становится все более строгим по мере увеличения величины конкретной переменной планирования.
Сведения о задании целей настройки, изменяющихся в зависимости от точки проектирования, см. в разделе Изменение требований с учетом рабочих условий.
Сведения об указании общих целей настройки см. в разделе Цели настройки.
Использовать systune для настройки системы управления. systune настраивает набор параметров, K0,...,KM, по всем моделям растений в конструкторской сетке одновременно (мультимодельная настройка).
Проверьте результаты настройки. Можно проверить настроенные поверхности усиления и проверить производительность линеаризованной системы в каждой точке проектирования. Однако локальная линейная производительность не гарантирует глобальной производительности в нелинейных системах. Поэтому важно выполнять проверку на основе моделирования с использованием настроенных графиков усиления.
Дополнительные сведения см. в разделе Проверка систем управления по расписанию усиления.