State-Feedback Controller

Контроллер обратной связи в дискретном времени с интегральным действием

  • Библиотека:
  • Simscape/Электрический/Управление/Общее управление

  • State-Feedback Controller block

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

xe=[xxi],

Где:

  • x - вектор состояния.

  • xi является интегралом ошибки отслеживания.

  • xe - расширенный вектор состояния.

Поэтому действие управления является

u=Kxe,

Где:

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

  • u - контроллер выход.

Предположения

Измерение и оценка состояния системы происходят вне контроллера.

Порты

Вход

расширить все

Опорный сигнал системы объекта.

Типы данных: single | double

Измеренный или оцененный вектор состояния системы.

Типы данных: single | double

Внешний сигнал сброса (переднее ребро) для интегратора.

Типы данных: Boolean

Выходной сигнал системы объекта.

Типы данных: single | double

Выход

расширить все

Выходной сигнал системы управления.

Типы данных: single | double

Параметры

расширить все

Выберите стратегию для параметризации усиления контроллера:

  • State-feedback gain - Непосредственно задайте коэффициент усиления контроллера

  • Desired eigenvalues - Задайте модель объекта управления и желаемые собственные значения, из которых можно сгенерировать коэффициент усиления контроллера

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Верхний предел для сигнала выхода управления.

Нижний предел для сигнала выхода управления.

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.

Примеры моделей

Synchronous Machine State-Space Control

Управление состоянием синхронной машины - Пространство

Управляйте токами в тяговом приводе на основе синхронной машины (SM), используя управление пространством состояний. Высоковольтная батарея подает SM через управляемый трехфазный преобразователь для обмоток статора и через управляемый двухквадрантный измельчитель для обмотки ротора. Идеальный источник скорости вращения обеспечивает нагрузку. SM работает ниже номинальной скорости. В каждый момент выборки запрос крутящего момента преобразуется в соответствующие ссылки тока с помощью подхода управления осью нуля d-составляющей. Контроллер обратной связи состояния управляет токами в исходной системе координат ротора. Наблюдатель Luenberger получает зависящие от скорости условия предварительного контроля с feedforward. В симуляции используется несколько шагов крутящего момента как в режиме двигателя, так и в режиме генератора. Планирование задач реализовано как конечный автомат Stateflow ®. Подсистема Возможностей содержит возможности, которые позволяют вам видеть результаты симуляции.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

.

См. также

Блоки

Введенный в R2017b