Настройка блоков Simulink с помощью редактора компенсаторов

В этом примере используются:

В этом примере показано, как настроить блоки Simulink ® с помощью диалогового окна «Редактор компенсаторов» в конструкторе систем управления.

Открытие модели

В этом примере используется модель системы управления скоростью для двигателя с искровым зажиганием. Первоначальный компенсатор был сконструирован аналогично способу, показанному в конструкции компенсатора с одноконтурной обратной связью/предварительным фильтром (Simulink Control Design).

Откройте и изучите модель управления частотой вращения двигателя.

open_system('scdspeedctrl')

Введение

В этом примере для настройки блоков Simulink используется редактор компенсаторов. При настройке блока в Simulink с помощью конструктора систем управления можно настроить параметры блока напрямую или настроить представление блока с нулевым коэффициентом усиления. Например, в примере управления скоростью имеется PID-контроллер с отфильтрованной производной. scdspeedctrl/PID Controller:

Этот блок реализует традиционный PID с отфильтрованной производной как:

$G(s) = P + {I \over s} + {D s \over Ns+1}$

В этом блоке P, I, D, и N - параметры, доступные для настройки. Другой подход заключается в переформулировании функции передачи блоков для использования формата с нулевым коэффициентом усиления:

$G(s) = {Ps(Ns+1) + I(Ns+1) + D s^s \over s(Ns+1)} = {K(s^2+2 \zeta \omega_n+w_n^2) \over s(s + z)}$

Эта формулировка полюсов, нулей и выигрышей позволяет осуществлять прямую графическую настройку на графиках дизайна, таких как график Боде, корневой локус и график Николса. Кроме того, Control System Designer позволяет настраивать оба представления с помощью редактора компенсаторов. Настройка обоих представлений доступна для всех поддерживаемых блоков в Simulink Control Design™. Дополнительные сведения см. в разделе Какие блоки можно настроить? (Проект управления симуляцией).

Конструктор открытых систем управления

В этом примере для настройки компенсаторов в этой системе обратной связи откройте предварительно настроенный сеанс конструктора системы управления, дважды щелкнув подсистему в левом нижнем углу модели.

Диалоговое окно редактора компенсаторов

Представления компенсатора PID можно просмотреть с помощью диалогового окна Редактор компенсаторов (Compensator Editor). Чтобы открыть редактор компенсаторов, в обозревателе данных в разделе Контроллеры и фиксированные блоки дважды щелкните scdspeedctrl_PID_Controller. В диалоговом окне Редактор компенсаторов (Compensator Editor) в разделе Компенсатор (Compensator) можно просмотреть и отредактировать любой компенсатор в системе.

На вкладке Полюс (Pole )/Ноль (Zero) можно добавлять, удалять и редактировать полюса компенсатора и нули. Поскольку PID с отфильтрованной производной зафиксирован в структуре, число полюсов и нулей ограничено наличием до двух нулей, одного полюса и интегратора на s = 0.

На вкладке «Параметр» можно независимо настроить P, I, D, и N параметры.

Введите новые значения параметров в столбец «Значение». Для интерактивной настройки параметров используйте ползунки. Можно изменить пределы ползунка, используя столбцы Минимальное значение (Min Value) и Максимальное значение (Max Value).

При изменении значений параметров любой связанный редактор и графики анализа автоматически обновляются.

Полный проект

Проектные требования в конструкции компенсатора с одноконтурной обратной связью/предварительным фильтром (Simulink Control Design) могут удовлетворяться следующими параметрами контроллера:

scdspeedctrl/PID Controller:

         P = 0.0012191
         I = 0.0030038

scdspeedctrl/Reference Filter:

         Numerator = 10
         Denominator = [1 10]

В диалоговом окне «Редактор компенсаторов» задайте эти параметры. Затем в конструкторе систем управления просмотрите ответы с замкнутым контуром.

Обновить модель Simulink

Чтобы записать параметры компенсатора обратно в модель Simulink, щелкните Обновить блоки (Update Blocks). Затем можно протестировать конструкцию на нелинейной модели.

bdclose('scdspeedctrl')

Документация