В этом примере показана физическая модель системы и контроллер, настроенные для тестирования HIL. Она получена из примера гидравлического привода с цифровым регулятором положения, ssc_hydraulic_actuator_digital_control. Модель была сконфигурирована для тестирования HIL путем выполнения следующих шагов:
1. Сделайте контроллер дискретным временем: блок задержки передачи заменяется блоком задержки установки. Это представляет собой наихудшую задержку, при которой требуется полное время вычислительного кадра для обновления выходного сигнала u контроллера на основе текущих входных значений для r и y. Блоки удержания нулевого порядка добавляются ко всем аналоговым измерениям (ZOHr и ZOHy) для представления цифровой выборки непрерывных временных измерений. Сам контроллер должен быть выполнен дискретным по времени, поэтому фильтр непрерывного временного первого порядка преобразуется в дискретный временной фильтр с использованием преобразования Тустина. В этом примере время дискретной выборки является параметром, преимущество которого состоит в том, что оно может быть легко отрегулировано, если необходимо, чтобы гарантировать, что вычисления контроллера не вызывают переполнения кадра.
2. Разделение каждого компонента HIL на собственную подсистему. Гидроустановка уже находится в собственной подсистеме, поэтому нам нужно просто сгруппировать контроллер в свою подсистему. Такое разделение помогает, если только часть модели должна выполняться в HIL, или контроллер и установка должны выполняться в отдельных системах HIL.
3. Установите опцию локального решателя фиксированного шага, установив фиксированный шаг в значения времени ts выборки контроллера. Сделайте т как можно больше, сохраняя при этом необходимую точность моделирования. Иногда растению может потребоваться другое время выборки, обычно меньшее, чем контроллеру. В этом случае ts = 0,001 достаточно мал для установки и контроллера. Определите, сколько нелинейных итераций требуется для сходимости; для некоторых моделей может потребоваться больше, чем для 3 по умолчанию.
4. Выполните проверки Performance Advisor, связанные с Simscape™.
5. Просмотрите модель на предмет каких-либо упрощений, которые не найдены в Performance Advisor. Один из методов состоит в линеаризации модели для поиска быстрых собственных значений в результирующей А-матрице, а затем в их связи с компонентами модели. Применение к ssc_hydraulic_actuator_digital_control показывает, что динамическая сжимаемость в гидравлическом цилиндре может быть удалена, чтобы избежать колебательной динамической пары полюсов. Это изменение было внесено в модель.
6. Настройка цели создания кода: см. документацию по развертыванию кодера Simulink ®
На графике «Давление в цилиндре» показано изменение давления в цилиндре во время моделирования. Это соответствует открытию клапана. Открытие клапана устанавливается контроллером таким образом, чтобы исполнительный механизм отслеживал опорный сигнал.
График «Давление цилиндра, типы решателей» показывает влияние типа решателя на результаты моделирования. Моделирование с переменным шагом использует меньшие шаги моделирования для точного отражения динамики системы. Результаты моделирования с фиксированным шагом близки, но не совсем совпадают с результатами моделирования с переменным шагом, поскольку решателю не разрешается корректировать размер шага. Настройки решателя с фиксированным шагом должны корректироваться до тех пор, пока результаты моделирования с фиксированным шагом не будут находиться в пределах допустимого диапазона результатов моделирования с переменным шагом.
