State-Feedback Controller
Контроллер обратной связи в дискретном времени с интегральным действием
- Библиотека:
Simscape/Электрический/Управление/Общее управление
Описание
Блок State-Feedback Controller реализует контроллер обратной связи в дискретном времени с интегральным действием. Используйте этот блок для управления линейными системами с одним или несколькими входами и одним или несколькими выходами. Интегральное действие служит для устранения статической ошибки в управляемых выходах. Можно задать контроллер с помощью предварительно вычисленного оптимального усиления или использовать модель пространства состояний вашей системы, чтобы сгенерировать этот коэффициент усиления с помощью размещения полюса.
Уравнения
Интеграл ошибки отслеживания, xi, является дополнительным состоянием, которое обеспечивает нулевую установившуюся ошибку для системы с обратной связью. Расширенный вектор состояния
Где:
x - вектор состояния.
xi является интегралом ошибки отслеживания.
xe - расширенный вектор состояния.
Поэтому действие управления является
Где:
K - матрица обратной связи, то есть размещение полюса.
u - контроллер выход.
Предположения
Измерение и оценка состояния системы происходят вне контроллера.
Порты
Вход
r - Ссылка на объект
скаляр
Опорный сигнал системы объекта.
Типы данных: single | double
x - Вектор состояния
вектор
Измеренный или оцененный вектор состояния системы.
Типы данных: single | double
Reset - Сброс интегратора
скаляр
Внешний сигнал сброса (переднее ребро) для интегратора.
Типы данных: Boolean
y - Производительность объекта
скаляр
Выходной сигнал системы объекта.
Типы данных: single | double
Выход
u - Контроллер выход
скаляр
Выходной сигнал системы управления.
Типы данных: single | double
Параметры
State-feedback design - Генерация контроллера
State-feedback gain (по умолчанию) | Desired eigenvalues
Выберите стратегию для параметризации усиления контроллера:
State-feedback gain- Непосредственно задайте коэффициент усиления контроллераDesired eigenvalues- Задайте модель объекта управления и желаемые собственные значения, из которых можно сгенерировать коэффициент усиления контроллера
State-feedback parameterization - Параметризация с обратной связью по состоянию
Discrete-time (по умолчанию) | Continuous-time
Выберите стратегию для параметризации матриц пространства состояний и желаемых полюсов для контроллера. Реализация блока дискретна независимо от этой параметризации.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback design равным Desired eigenvalues.
Controller matrix - Матрица контроллера
[1 1] (по умолчанию) | матрица
Матрица обратной связи контроллера. Чтобы определить матрицу контроллера, если у вас есть лицензия для Control System Toolbox™, используйте lqr или lqi функция.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback design равным State-feedback gain.
Discrete-time A matrix - Матрица за дискретное время
1 (по умолчанию) | действительный скаляр или матрица
Матрица состояний модели пространства состояний в дискретном времени. Матрица A должна быть квадратной, с количеством строк и столбцов, равным порядку системы.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback parameterization равным Discrete-time.
Discrete-time B matrix - матрица B за дискретное время
1 (по умолчанию) | действительный скаляр или матрица
Входная матрица модели пространства состояний в дискретном времени. Матрица B должна иметь количество строк, равное порядку системы, и количество столбцов, равное количеству системных входов.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback parameterization равным Discrete-time.
Discrete-time C matrix - матрица C за дискретное время
1 (по умолчанию) | действительный скаляр или матрица
Выходная матрица модели пространства состояний в дискретном времени. Матрица C должна иметь количество строк, равное количеству выходов системы, и количество столбцов, равное порядку системы.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback parameterization равным Discrete-time.
Discrete-time D matrix - D-матрица за дискретное время
1 (по умолчанию) | действительный скаляр или матрица
Исходная матрица модели пространства состояний в дискретном времени. D- матрицы должно иметь количество строк, равное количеству системных выходов, и количество столбцов, равное количеству системных входов.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback parameterization равным Discrete-time.
Continuous-time A matrix - Матрица за непрерывное время
1 (по умолчанию) | действительный скаляр или матрица
Матрица состояний модели пространства состояний в непрерывном времени. Матрица A должна быть квадратной, с количеством строк и столбцов, равным порядку системы.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback parameterization равным Continuous-time.
Continuous-time B matrix - B матрица за непрерывное время
1 (по умолчанию) | действительный скаляр или матрица
Входная матрица модели пространства состояний в непрерывном времени. Матрица B должна иметь количество строк, равное порядку системы, и количество столбцов, равное количеству системных входов.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback parameterization равным Continuous-time.
Continuous-time C matrix - матрица C за непрерывное время
1 (по умолчанию) | действительный скаляр или матрица
Выходная матрица модели пространства состояний в непрерывном времени. Матрица C должна иметь количество строк, равное количеству выходов системы, и количество столбцов, равное порядку системы.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback parameterization равным Continuous-time.
Continuous-time D matrix - D-матрица за непрерывное время
1 (по умолчанию) | действительный скаляр или матрица
Исходная матрица модели пространства состояний в непрерывном времени. D- матрицы должно иметь количество строк, равное количеству системных выходов, и количество столбцов, равное количеству системных входов.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback parameterization равным Continuous-time.
Discretization sample time - Дискретизация шага расчета
0,1 (по умолчанию) | положительное вещественное число
Значение, используемое для дискретизации матриц пространства состояний, а также аппроксимации собственных значений в дискретном времени.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите State-feedback parameterization равным Continuous-time и Sample time (-1 for inherited) к -1.
Desired eigenvalues (discrete) - Собственные значения наблюдателя
0 (по умолчанию) | вектор действительных чисел
Укажите местоположение собственных значений, лежащих в модуль круге. Коэффициент усиления контроллера затем вычисляется на основе этих собственных значений. Размер вектора должен быть равен системному порядку плюс количество выходов.
Control action upper limit — umax
5 (по умолчанию) | скаляром больше, чем значение параметра Control action lower limit
Верхний предел для сигнала выхода управления.
Control action lower limit — umin
0 (по умолчанию) | скаляром
Нижний предел для сигнала выхода управления.
Sample time (-1 for inherited) - Интервал отбора проб
-1 (по умолчанию) | значение по умолчанию или положительное число
Временной интервал между выборками. Если блок находится внутри триггируемой подсистемы, наследуйте шаг расчета, установив для этого параметра значение -1. Если этот блок находится в непрерывной модели с шагом переменных, задайте шаг расчета явно. Для получения дополнительной информации смотрите Что такой Шаг расчета? и задайте шаг расчета.
