exponenta event banner

Контроллер обратной связи состояния

Контроллер дискретного состояния и обратной связи с интегральным действием

  • Библиотека:
  • Simscape / Электрический / Контроль / Общий Контроль

  • State-Feedback Controller block

Описание

Блок контроллера состояния-обратной связи реализует контроллер состояния-обратной связи дискретного времени с интегральным действием. Этот блок используется для управления линейными системами с одним или несколькими входами и одним или несколькими выходами. Интегральное действие служит для устранения стационарной ошибки в контролируемых выходах. Можно определить контроллер с помощью предварительно рассчитанного оптимального усиления или использовать модель состояния-пространства системы для генерации этого усиления с помощью размещения полюсов.

Уравнения

Интеграл ошибки отслеживания, xi, является дополнительным состоянием, которое обеспечивает нулевую ошибку установившегося состояния для системы с замкнутым контуром. Вектор расширенного состояния:

xe = [xxi],

Где:

  • x - вектор состояния.

  • xi является интегралом ошибки отслеживания.

  • xe - вектор расширенного состояния.

Следовательно, контрольное действие

u = Kxe,

Где:

  • K - матрица обратной связи, то есть размещение полюса.

  • u - выходной сигнал контроллера.

Предположения

Измерение и оценка состояния системы происходят вне контроллера.

Порты

Вход

развернуть все

Опорный сигнал системы установки.

Типы данных: single | double

Измеренный или оцененный вектор состояния системы.

Типы данных: single | double

Внешний сигнал сброса (передний фронт) для интегратора.

Типы данных: Boolean

Выходной сигнал системы установки.

Типы данных: single | double

Продукция

развернуть все

Выходной сигнал системы управления.

Типы данных: single | double

Параметры

развернуть все

Выберите стратегию параметризации усиления контроллера:

  • State-feedback gain - Укажите коэффициент усиления контроллера напрямую

  • Desired eigenvalues - Укажите модель установки и требуемые собственные значения, из которых будет генерироваться коэффициент усиления контроллера.

Выберите стратегию параметризации матриц состояния-пространства и требуемых полюсов для контроллера. Реализация блока дискретна независимо от этой параметризации.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для конструкции обратной связи состояния значение Desired eigenvalues.

Матрица обратной связи контроллера. Для определения матрицы контроллера при наличии лицензии на Toolbox™ системы управления используйте lqr или lqi функция.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для конструкции обратной связи состояния значение State-feedback gain.

Матрица состояний дискретно-временной модели состояния-пространства. Матрица A должна быть квадратной, с числом строк и столбцов, равным порядку системы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию состояния-обратной связи в значение Discrete-time.

Входная матрица дискретно-временной модели состояния-пространства. Матрица B должна иметь количество строк, равное порядку системы, и количество столбцов, равное количеству системных входов.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию состояния-обратной связи в значение Discrete-time.

Выходная матрица дискретно-временной модели состояния-пространства. Матрица C должна иметь количество строк, равное количеству выходов системы, и количество столбцов, равное порядку системы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию состояния-обратной связи в значение Discrete-time.

Матрица прохождения дискретно-временной модели состояния-пространства. Матрица D должна иметь количество строк, равное количеству системных выходов, и количество столбцов, равное количеству системных входов.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию состояния-обратной связи в значение Discrete-time.

Матрица состояний модели непрерывного времени «состояние-пространство». Матрица A должна быть квадратной, с числом строк и столбцов, равным порядку системы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию состояния-обратной связи в значение Continuous-time.

Входная матрица модели состояния-пространства непрерывного времени. Матрица B должна иметь количество строк, равное порядку системы, и количество столбцов, равное количеству системных входов.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию состояния-обратной связи в значение Continuous-time.

Выходная матрица модели состояния-пространства непрерывного времени. Матрица C должна иметь количество строк, равное количеству выходов системы, и количество столбцов, равное порядку системы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию состояния-обратной связи в значение Continuous-time.

Матрица прохождения модели состояния-пространства непрерывного времени. Матрица D должна иметь количество строк, равное количеству системных выходов, и количество столбцов, равное количеству системных входов.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию состояния-обратной связи в значение Continuous-time.

Значение, используемое для дискретизации матриц пространства состояний и аппроксимации собственных значений дискретного времени.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите параметризацию состояния-обратной связи в значение Continuous-time и время выборки (-1 для унаследованных) -1.

Укажите местоположение собственных значений, лежащих в пределах единичной окружности. Затем на основе этих собственных значений вычисляется коэффициент усиления контроллера. Размер вектора должен быть равен системному порядку плюс количество выходов.

Верхний предел для управляющего выходного сигнала.

Нижний предел для управляющего выходного сигнала.

Интервал времени между выборками. Если блок находится внутри запускаемой подсистемы, наследуйте время выборки, установив для этого параметра значение -1. Если этот блок находится в модели непрерывного шага переменной, укажите время выборки явным образом. Дополнительные сведения см. в разделе Что такое время образца? и Укажите время образца.

Примеры модели

Synchronous Machine State-Space Control

Контроль состояния синхронной машины - пространство

Регулирование токов в тяговом приводе на базе синхронной машины (ПЛ) с помощью государственного-пространственного контроля. Высоковольтная батарея питает ПЛ через управляемый трехфазный преобразователь для обмоток статора и через управляемый двухквадрантный прерыватель для обмотки ротора. Идеальный источник угловой скорости обеспечивает нагрузку. ПЛ работает ниже базовой скорости. В каждый момент времени выборки запрос крутящего момента преобразуется в соответствующие текущие привязки с использованием подхода управления нулевой d-осью. Контроллер состояния с обратной связью управляет токами в опорной раме ротора. Наблюдатель Люенбергера получает зависящие от скорости условия предварительного управления. В моделировании используется несколько этапов крутящего момента как в двигателе, так и в генераторе. Планирование задач реализуется как конечный автомат Stateflow ®. Подсистема «Области» содержит области, которые позволяют просматривать результаты моделирования.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

.
Представлен в R2017b