Просмотр и изменение параметризации блоков в Control System Tuner
Control System Tuner параметризирует каждый блок, который вы определяете для настройки.
Когда вы настраиваете Simulink® модель, Control System Tuner автоматически присваивает параметризацию по умолчанию настраиваемым блокам в модели. Параметризация по умолчанию зависит от типа блока. Для примера блок PID Controller, сконфигурированный для структуры PI, параметризован по пропорциональной составляющей и интегральной составляющей следующим образом:
Kp и Ki являются настраиваемыми параметрами, значения которых оптимизированы, чтобы удовлетворить заданным целям настройки.
Когда вы настраиваете предопределенную архитектуру управления или MATLAB® (обобщенное пространство состояний) модель, вы задаете параметризацию каждого настраиваемого блока, когда вы создаете его в командной строке MATLAB. Для примера можно использовать
tunablePIDдля создания настраиваемого ПИД блока.
Control System Tuner позволяет вам просматривать и изменять параметризацию любого блока, который будет настроен. Изменение параметризации может включать изменение структуры или текущих значений параметров. Можно также назначить отдельные параметры блоков фиксированными (не настраиваемыми) или ограничить их область значений настройки.
Просмотр параметризации блоков
Чтобы получить доступ к параметризации блока, который вы обозначили как настроенный блок, в Data Browser, в области Tuned Blocks, дважды кликните имя блока. Откроется диалоговое окно Tuned Block Editor, в котором отобразится текущая параметризация блоков.
В полях Tuned Block Editor отображается тип параметризации, такой как PID, State-Space, или Gain. Для получения дополнительной информации о полях щелкните.
Примечание
Чтобы найти настроенный блок в модели Simulink, щелкните правой кнопкой мыши имя блока в Data Browser и выберите Highlight.
Фиксирование значений параметров или предельная область значений настройки
Можно изменить текущее значение параметра, зафиксировать его текущее значение (сделать параметр нетронутым) или ограничить область значений настройки параметра.
Чтобы изменить текущее значение параметров, введите новое значение в текстовое поле. Также щелкните
, чтобы использовать редактор переменных для изменения текущего значения. Если вы пытаетесь ввести недопустимое значение, параметр возвращается к своему предыдущему значению.
Щелкните
, чтобы получить доступ к дополнительным свойствам каждого параметра и отредактировать их.
Minimum - Минимальное значение, которое параметр может принять, когда система управления настроена.
Maximum - Максимальное значение, которое параметр может принять, когда система управления настроена.
Free - Когда значение
trueControl System Toolbox настраивает параметр. Чтобы исправить значение параметра, установите Free равнымfalse.
Для параметров, оцененных в массиве, можно задать эти свойства независимо для каждой записи в массиве. Для примера, векторного усиления длины 3, введите [1 10 100] для установки текущего значения трех коэффициентов усиления равного 1, 10 и 100 соответственно. Также щелкните, чтобы использовать редактор переменных для задания таких значений.
Для векторных или матричных параметров можно использовать параметр Free, чтобы ограничить структуру параметра. Для примера, чтобы ограничить параметр с матричным значением диагонали матрицей, задайте текущие значения off-диагональных элементов равными 0 и установите соответствующие значения в Free равными false.
Пользовательская параметризация
При настройке системы управления, представленной моделью Simulink или Предопределенной архитектурой обратной связи, можно задать пользовательскую параметризацию для любого настроенного блока, используя обобщенное пространство состояний (genss) модель. Для этого создайте и сконфигурируйте genss модель в рабочем пространстве MATLAB, которая имеет необходимую параметризацию, начальные значения параметров и свойства параметров. В диалоговом окне Change parameterization выберите Custom. В области Parameterization имя переменной genss модель.
Например, предположим, что вы хотите задать настраиваемый lowpass, F = a/( s + a), где a - настраиваемый параметр. Сначала в командной строке MATLAB создайте настраиваемыйgenss модель, которая представляет структуру lowpass.
a = realp('a',1);
F = tf(a,[1 a]);
F =
Generalized continuous-time state-space model with 1 outputs, 1 inputs,
1 states, and the following blocks:
a: Scalar parameter, 2 occurrences.
Type "ss(F)" to see the current value, "get(F)" to see all properties, and
"F.Blocks" to interact with the blocks.
Затем в редакторе настроенных блоков введите F в области Parameterization.
Когда вы задаете пользовательскую параметризацию для блока Simulink, вы, возможно, не сможете записать значение настроенного блока обратно в модель Simulink. При записи значений в блоки Simulink Control System Tuner пропускает блоки, которые не могут представлять настроенное значение прямолинейно и без потерь. Например, если вы репараметризоваете PID Controller блок Simulink как модель пространства состояний третьего порядка, Control System Tuner не будете записывать настроенное значение назад в блок.
Блочное преобразование скорости
Когда Control System Tuner записывает настроенные параметры назад в модель Simulink, каждое значение настроенного блока автоматически преобразуется из шага расчета, используемого для настройки, во шаг расчета блока Simulink. Когда два шагов расчета различаются, Редактор настроенных блоков содержит дополнительные опции преобразования скорости, которые определяют, как эта операция повторной дискретизации выполняется для соответствующего блока.
По умолчанию Control System Tuner выполняет линеаризацию и настройку за непрерывное время (шаг расчета = 0). Можно задать линеаризацию и настройку в дискретном времени и изменить шаг расчета. Для этого на вкладке Control System нажмите Linearization Options. Шаг расчета настройки отражает шаг расчета, заданную в диалоговом окне Linearization Options.
Остальные опции преобразования скорости зависят от параметризованного блока.
Преобразование скорости для параметризованных блоков ПИД
Для параметризации блоков PID Controller и PID Controller (2-DOF) в непрерывном времени можно независимо задать методы преобразования скорости как формулы дискретизации для интегратора и производного фильтра. Каждый из них имеет следующие опции:
Trapezoidal(по умолчанию) - Интегратор или производный фильтр дискретизирован как(Ts/2)*(z+1)/(z-1), гдеTs- целевой шаг расчета.Forward Euler—Ts/(z-1).Backward Euler—Ts*z/(z-1).
Для получения дополнительной информации о формулах дискретизации ПИД, смотрите Контроллеры пропорционального интегрально-производного (ПИД) в дискретном времени.
Для блоков PID Controller и PID Controller (2-DOF) в дискретном времени вы устанавливаете методы интегратора и производного фильтра в диалоговом окне блока. Изменить их в редакторе настроенных блоков невозможно.
Преобразование скорости для других параметризованных блоков
Для блоков, отличных от блоков PID Controller, доступны следующие методы преобразования скорости:
Zero-order hold- Удержание нулевого порядка на входах. Для большинства динамических блоков это метод преобразования скорости по умолчанию.Tustin- Билинейное (Tustin) приближение.Tustin with prewarping- приближение Тастина с лучшим совпадением между исходной и преобразуемой по скорости динамикой на предварительной частоте. Введите частоту в поле Prewarping frequency.First-order hold- Линейная интерполяция входов.Matched(только SISO) - Эквиваленты, соответствующие нулевому полюсу.
Для получения дополнительной информации об этих методах преобразования скорости смотрите Непрерывно-Дискретные Методы Преобразования.
Блоки с методами преобразования с фиксированной скоростью
Для следующих блоков вы не можете задать метод преобразования скорости в Tuned Block Editor.
Блок PID Controller и PID Controller (2-DOF) в дискретном времени. Установите методы интегратора и производного фильтра в диалоговом окне блока.
Gain блок, потому что он статический.
Transfer Fcn Real Zero блок. Этот блок может быть настроен только во шаг расчета, заданное в блоке.
Блок, который был дискретизирован с помощью дискретизатора модели. Шаг расчета для этого блока задается в самом Дискретизаторе Модели.