Документация

Требования к проектированию

В этом примере вы используете линеаризированную версию модели Simulink, srotut1.

Вы используете методы оптимизации для разработки компенсатора, чтобы система с обратной связью соответствовала следующим спецификациям проекта, когда вы возбуждаете систему с единичным входом:

Создайте модель объекта управления LTI

В srotut1 модель, модель объекта управления состоит из усиления, ограниченного интегратора, передаточной функции и блока задержки транспорта.

Разработайте компенсатор для передаточной функции без разомкнутого контура линеаризированной srotut1 модель. Линеаризированный srotut1 модель объекта управления состоит из коэффициента усиления, неограниченного интегратора, передаточной функции и приближения Паде к задержке транспортировки.

Чтобы создать передаточную функцию без разомкнутого контура на основе линеаризированной srotut1 введите следующие команды.

w0 = 1;
zeta = 1;
Kint = 0.5;
Tdelay = 1;
[delayNum,delayDen] = pade(Tdelay,1);
integrator = tf(Kint,[1 0]);
transfer_fcn = tf(w0^2,[1 2*w0*zeta w0^2]);
delay_block = tf(delayNum,delayDen);
open_loopTF = integrator*transfer_fcn*delay_block;

Если модель объекта управления является массивом моделей (Control System Toolbox), контроллер разработан только для номинальной модели. Можно также проанализировать систему управления для остальных моделей в массиве. Для получения дополнительной информации смотрите Multimodel Control Design (Control System Toolbox).

Откройте приложение Control System Designer

Этот пример использует корневой годограф схему, чтобы спроектировать ответ передаточной функции разомкнутого контура, open_loopTF. Чтобы создать Control System Designer сеанс приложения с корневым годографом графика для функции передачи разомкнутого контура, используйте следующую команду:

controlSystemDesigner('rlocus',open_loopTF)

Откроется Control System Designer приложение и отобразится Root Locus Editor. Приложение позволяет вам проектировать контроллеры для систем с одним входом, с одним выходом (SISO) в MATLAB^® и Simulink. Для получения дополнительной информации см. категорию Classical Control Design (Control System Toolbox).

Приложение также отображает переходный процесс системы. График показывает реакцию системы с обратной связью от r (вход в предфильтр, F) для y (выходы модели объекта управления, G).

Чтобы выбрать архитектуру для системы управления, которую вы проектируете, в приложении нажмите Edit Architecture. Этот пример использует архитектуру по умолчанию. В этой системе модель объекта управления G является передаточной функцией без разомкнутого контура open_loopTF. Предфильтр F и датчик H установлены в 1и компенсатор C является компенсатором, который разработан с использованием методов оптимизации отклика.

Откройте метод настройки, основанный на оптимизации

Существует несколько возможных методов разработки системы SISO; этот пример использует автоматизированный подход, который использует методы оптимизации отклика.

Чтобы создать задачу оптимизации отклика, в раскрывающемся списке Tuning Methods выберите Optimization Based Tuning.

Окно Оптимизация отклика (Response Optimization) имеет четыре вкладки. За исключением первой вкладки, каждая вкладка соответствует шагу в процессе оптимизации отклика:

Выберите настраиваемые элементы компенсатора

Можно настроить элементы или параметры компенсатора в компенсаторах в системе так, чтобы они соответствовали заданным требованиям проекта.

Чтобы задать элементы компенсатора для настройки:

Добавление требований проект

Можно использовать требования проект как частотной области, так и временной области, чтобы настроить параметры в системе управления.

Этот пример использует спецификации проекта, описанные в Проект Requirements. Создайте требования к проектированию, чтобы соответствовать этим спецификациям:

После добавления требований проект можно выбрать подмножество требований к проектированию контроллера, как описано в разделе «Выбор требований к проектированию для использования во время оптимизации отклика». На вкладке Design requirements окна Оптимизация отклика (Response Optimization) можно создать требования проекта и выбрать требования, которые необходимо использовать для оптимизации.

Оптимизация отклика системы

После выбора элементов компенсатора для настройки и добавления проекта требований можно оптимизировать отклик системы.

Для оптимизации отклика системы на вкладке Optimization окна Оптимизация отклика (Response Optimization) нажмите Start Optimization.

На вкладке Optimization отображается прогресс оптимизации.

Сообщение о состоянии указывает, что решатель оптимизации нашел решение, которое удовлетворяет требованиям проекта в пределах допусков. Проверьте соответствие проекта требованиям.

Создайте и отобразите систему замкнутой системы

После разработки компенсатора можно экспортировать его в рабочее пространство MATLAB и создать модель полной системы с обратной связью. Для экспорта настроенного компенсатора:

В командной строке введите следующую команду, чтобы создать систему с обратной связью, CL, от передаточной функции без разомкнутого контура, open_loopTFи компенсатор, C:

CL = feedback(C*open_loopTF,1)

Возвращается следующая модель:

CL =
 
                  -0.19414 (s-2)
  ----------------------------------------------
  (s^2 + 0.409s + 0.1136) (s^2 + 3.591s + 3.418)
 
Continuous-time zero/pole/gain model.

Чтобы создать переходный процесс системы с обратной связью, введите следующую команду.

step(CL);