Система управления MIMO

В этом примере показано, как создать систему управления MIMO с помощью connect для соединения числовых моделей LTI и настраиваемых блоков Система Управления.

Рассмотрите следующую систему управления с двумя входами и двумя выходами.

Заводская G является дистилляционным столбцом с двумя входами и двумя выходами. Двумя входами являются L орошения и V кипения. Двумя выходами являются концентрации двух химических веществ, представленных векторным сигналом y = [y 1, y 2]. Можно представлять эту модель объекта управления как:

$G (s) = \frac{1}{75 s + 1} [\begin{matrix} 87.8 & - 86.4 \\ 108.2 & - 109.6 \end{matrix}] .$

Векторный сигнал уставки r = [r 1, r 2] задает желаемые концентрации двух химических веществ. Вектор векторной ошибки e представляет вход к D, статическую матрицу развязки 2 на 2_. CL _и CV представляют независимые ПИ-контроллеры, которые управляют двумя входами G.

Чтобы создать модель с двумя входами, двумя выходами, представляющую эту систему управления с обратной связью:

Создайте числовую модель LTI, представляющую заводскую G 2 на 2.
```
s = tf('s','TimeUnit','minutes');
G = [87.8 -86.4 ; 108.2 -109.6]/(75*s+1);
G.InputName = {'L','V'};
G.OutputName = 'y';
```
Когда вы создаете модель с обратной связью, connect использует имена входа и выхода для формирования соединений между компонентами блока схемы. Поэтому необходимо присвоить имена входам и выходам передаточной функции G одним из следующих способов:.
- Можно присвоить входные и выходные имена отдельным сигналам путем определения имен сигналов в массиве ячеек, как в G.InputName = {'L','V'}
- Также можно использовать именование векторного сигнала, которое автоматически расширяется программой. Для примера, команда G.OutputName = 'y' присваивает имена 'y(1)' и 'y(2)' к выходам G.
Создайте настраиваемые Блоки Системы управления, представляющие D матрицы разъединения и ПИ-контроллеров _CL и _CV.
```
D = tunableGain('Decoupler',eye(2));
D.u = 'e';
D.y = {'pL','pV'};

C_L = tunablePID('C_L','pi');  C_L.TimeUnit = 'minutes';
C_L.u = 'pL'; C_L.y = 'L';

C_V = tunablePID('C_V','pi');  C_V.TimeUnit = 'minutes';
C_V.u = 'pV'; C_V.y = 'V';
```
Примечание
u и y являются краткими обозначениями для InputName и OutputName свойства, соответственно. Таким образом, например, вводится:
```
D.u = 'e';
D.y = {'pL','pV'};
```
эквивалентно вводу:
```
D.InputName = 'e';
D.OutputName = {'pL','pV'};
```
Создайте суммирующее соединение.
Суммирующее соединение формирует сигналы ошибки, e путем взятия различия между r и y.
```
Sum = sumblk('e = r - y',2);
```
Sum представляет передаточную функцию для суммирующего соединения, описанную формулой 'e = r - y'. Второй аргумент к sumblk определяет, что входы и выходы Sum каждый векторный сигнал длины 2. Поэтому программное обеспечение автоматически присваивает имена сигналов {'r(1)','r(2)','y(1)','y(2)'} на Sum.InputName и {'e(1)','e(2)'} на Sum.OutputName.
Присоедините все компоненты, чтобы создать систему с обратной связью от r до y.
```
CLry = connect(G,D,C_L,C_V,Sum,'r','y');
```
Аргументы в connect функция включает все компоненты системы с обратной связью в любом порядке. connect автоматически объединяет компоненты с помощью входных и выходных имен для соединения сигналов.
Последние два аргумента в connect задайте выходные и входные сигналы модели с обратной связью, соответственно. Получающееся genss модели CLry имеет два входа и два выхода.

См. также

connect | sumblk

Подробнее о

Каталог соединений моделей

Документация