Блок оценки частотного отклика в Simulink ® Control Design™ позволяет измерять частотную характеристику системы. Блок выполняет эксперимент, который вводит сигналы в установку и измеряет выход установки. При наличии продукта генерации кода, такого как Simulink Coder™, можно создать код, реализующий алгоритм оценки на оборудовании. Развертывание алгоритма на аппаратном обеспечении позволяет измерять частотную характеристику физического предприятия в реальном времени .
Встроенная оценка частотно-отклика является полезным вариантом, когда у вас есть физическая установка и испытательный стенд или управляющая среда для работы в. В этом случае можно развернуть блок оценки частотного отклика на своем оборудовании. Вы запускаете процесс настройки через вход в блок, так что вы можете настроить геймпад в любое время. Дополнительные сведения см. в разделе Развертывание алгоритма оценки частотного отклика для использования в режиме реального времени.
При наличии модели установки в Simulink можно использовать блок «Оценка частотного отклика» для предварительного просмотра реакции установки и настройки параметров эксперимента перед выполнением оценки в реальном времени. Это помогает гарантировать, что оценка в реальном времени не выведет вашу систему из желаемого рабочего диапазона. Дополнительные сведения см. в разделе Онлайн-оценка с использованием растения, смоделированного в Simulink. Можно также использовать блок для получения частотной характеристики установки, которая не может быть линеаризована в Simulink, в качестве альтернативы оценке частотной характеристики в автономном режиме с помощью модельного линеаризатора или frestimate.
Вы можете использовать оценку частотной характеристики в режиме онлайн с любой стабильной установкой SISO. Для нестабильной установки оперативная оценка работает в конфигурации с замкнутым контуром при условии внутренней стабильности замкнутого контура. Система с замкнутым контуром внутренне устойчива тогда и только тогда, когда корни номинального характеристического уравнения с замкнутым контуром лежат в открытой левой полуплоскости. Для установки с передаточной функцией G = NG/DG и контроллером C = NC/DC характеристическое уравнение:
DGDC + NGNC = 0.
На практике это условие означает, что никакие нестабильные полюса в G не стабилизируются посредством подавления нулевого полюса в GC. Не используйте онлайн-оценку с нестабильным растением, которое не соответствует этому условию.
Оценка частотной характеристики в режиме реального времени не работает хорошо, если в ходе оценочного эксперимента в установке имеются большие возмущения. Возмущения искажают реакцию установки на сигналы возмущения, давая плохие результаты оценки.
Для использования оперативной оценки частотного отклика необходимо настроить и развернуть блок оценки частотного отклика. Блок выполняет оценочный эксперимент путем ввода тестовых сигналов в установку и реакции измерительной системы.
Следующая принципиальная схема иллюстрирует типичную конфигурацию для установки блока оценки частотного отклика в систему с замкнутым контуром.
В этой конфигурации блок принимает управляющий сигнал u, добавляет к нему возмущение Δu и вводит возмущенный сигнал непосредственно в установку. Затем он измеряет характеристику y установки и использует результат для вычисления расчетной частотной характеристики.
В качестве альтернативы можно сконфигурировать блок таким образом, чтобы выходной сигнал представлял собой только возмущение Δu. Затем этот сигнал можно добавить на вход завода самостоятельно, как показано на следующей принципиальной схеме.
В качестве альтернативы приведенным выше конфигурациям с замкнутым контуром можно использовать блок в установке с разомкнутым контуром, обычно используя постоянный входной сигнал u для приведения установки в требуемое рабочее положение. Рекомендуется использовать конфигурацию с замкнутым контуром, особенно для оценки в реальном времени. В конфигурации с замкнутым контуром контроллер работает для подавления вводимых возмущений и поддержания безопасной работы установки.
Общий рабочий процесс для оценки частотного отклика в режиме онлайн выглядит следующим образом.
Включите блок оценки частотного отклика в систему в одной из описанных выше конфигураций.
Сконфигурируйте сигнал запуска/останова, который управляет началом и завершением эксперимента по оценке. Этот сигнал можно использовать для запуска эксперимента в любое время.
Сконфигурируйте параметры эксперимента, такие как частоты для оценки отклика и амплитуды вдуваемых возмущений.
Запустите эксперимент, используя сигнал запуска/остановки, и разрешите ему работать достаточно долго для процесса оценки, основываясь на продолжительности эксперимента, рекомендованной блоком.
Остановите эксперимент и изучите расчетную частотную характеристику.
Для получения подробной информации о выполнении каждого из этих шагов см.:
Блок оценки частотной характеристики