Документация

Что такое рабочая точка?

Рабочая точка динамической системы задает состояния и входные сигналы корневого уровня модели в определенное время. Для примера в модели автомобильного двигателя такие переменные, как скорость вращения двигателя, угол дросселя, температура двигателя и окружающие атмосферные условия, обычно описывают рабочую точку.

Следующий Simulink^® модель имеет рабочую точку, которая состоит из двух переменных:

В следующей таблице приведены значения сигналов для модели в этой рабочей точке.

Следующая блок-схема показывает, как вход модели и начальное состояние блока Integrator распространяются через модель во время симуляции.

Если ваши начальные состояния и входы модели уже представляют желаемые установившиеся рабочие условия, можно использовать эту рабочую точку для линеаризации или системы управления.

Что такое установившаяся рабочая точка?

Установившаяся рабочая точка модели, также называемая условием равновесия или обрезки, включает переменные состояния, которые не изменяются со временем.

Модель может иметь несколько установившихся рабочих точек. Для примера подвесной демпфированный маятник имеет две установившиеся рабочие точки, в которых положение маятника не изменяется со временем. Стабильная установившаяся рабочая точка возникает, когда маятник висит прямо вниз. Когда положение маятника слегка отклоняется, маятник всегда возвращается к равновесию. Другими словами, небольшие изменения в рабочей точке не заставляют систему покидать область хорошего приближения вокруг значения равновесия.

Нестабильная установившаяся рабочая точка возникает, когда маятник указывает вверх. Пока маятник указывает точно вверх, он остается в равновесии. Однако, когда маятник немного отклоняется от этого положения, он качается вниз, и рабочая точка покидает область вокруг значения равновесия.

При использовании поиска оптимизации для вычисления рабочих точек для нелинейных систем ваши начальные предположения для состояний и входных уровней должны быть рядом с желаемой рабочей точкой, чтобы гарантировать сходимость.

При линеаризации модели с несколькими установившимися рабочими точками важно иметь правую рабочую точку. Например, линеаризация модели маятника вокруг стабильной установившейся рабочей точки производит стабильную линейную модель, в то время как линеаризация вокруг нестабильной установившейся рабочей точки производит нестабильную линейную модель.

Состояния модели Simulink, включенные в объект рабочей точки

В программном обеспечении Simulink Control Design™ рабочая точка для модели Simulink представлена рабочей точкой (operpoint) объект. Объект хранит настраиваемые состояния модели и их значения вместе с другими данными о рабочей точке. Состояния блоков, которые имеют внутреннее представление, такие как Backlash, Memory и Stateflow^® блоки, исключены.

Состояния, которые исключены из объекта рабочей точки, не могут использоваться в расчетах обрезки. Эти состояния не могут быть захвачены operspec или operpoint, или написано с initopspec. Такие состояния также исключены из отображений или расчетов рабочих точек, использующих Model Linearizer. В следующей таблице результирующие состояния включены и исключены из объекта рабочей точки.