Начало работы с Control System Designer
В этом примере показано, как настроить компенсаторы для системы управления с обратной связью с помощью Control System Designer.
Используя Control System Designer вы можете:
1) Задайте требования системы управления на временных и частотных графиках и на эпюре нулей/полюсов.
2) Использование настройки компенсаторов:
Методы автоматизированного проектирования, такие как настройка ПИДа, IMC и LQG.
Графически настройте полюса и нули на графиках проекта, таких как диаграмма Боде и корневой годограф.
Основанная на оптимизации система управления, чтобы соответствовать временному интервалу и требованиям частотного диапазона с помощью Simulink® Design Optimization™.
3) Визуализируйте ответы и разомкнутого контура с обратной связью, которые динамически обновляются, чтобы отобразить эффективность системы управления.
Проблема проектирования компенсатора
В данном примере спроектируйте компенсатор для системы
со следующими конструктивными требованиями:
Обнулите установившуюся ошибку при подаче единичного сигала.
80%-е время нарастания меньше чем 1 секунда.
Время урегулирования меньше чем 2 секунды.
Максимальное перерегулирование меньше чем 20%.
Частота среза разомкнутого контура меньше чем 5 рад/с.
Открытый Control System Designer
Используйте стандартную структуру обратной связи с контроллером в прямом пути. Эта структура является архитектурой Control System Designer по умолчанию.
Откройте Control System Designer с заданным объектом.
controlSystemDesigner(tf(1,[1,1]))
На вкладке Control System можно выбрать настраивающий метод компенсатора и создать графики отклика для анализа эффективности контроллера. Можно также сохранить, сравнить и экспортировать различные проекты системы управления.
В данном примере графически настройте свой компенсатор с помощью Редактора Корневого годографа, и разомкнутый контур Предвещают Редактор и подтверждают проект с помощью Переходного процесса с обратной связью. По умолчанию Control System Designer отображает эти ответы, когда он открывается. Чтобы добавить дополнительные графики отклика, нажмите New Plot.
Добавьте конструктивные требования
Добавьте конструктивные требования временного интервала в Переходный процесс. Щелкните правой кнопкой по области построения и выберите Design Requirements> New. В Конструктивных требованиях вводят выпадающий список, выбирают Step response bound. Введите конструктивные требования временного интервала.
Нажать ОК. Приложение добавляет конструктивные требования в переходный процесс как теневая область исключения. Чтобы удовлетворить требование, переходной процесс должен остаться за пределами этой области.
Чтобы задать требование перекрестного соединения частотного диапазона, щелкните правой кнопкой по Предвещать области построения Редактора и выберите Design Requirements> New. В Конструктивных требованиях вводят выпадающий список, выбирают Upper gain limit, и задайте конструктивные требования.
Нажать ОК.
Настройте компенсатор
Чтобы соответствовать нулевым установившимся ошибочным конструктивным требованиям, добавьте интегратор в компенсатор. Щелкните правой кнопкой по Редактору Корневого годографа область построения и выберите Add Pole/Zero> Integrator.
Чтобы создать желательную форму для графика корневого годографа, добавьте действительный нуль около-2. Щелкните правой кнопкой по области построения корневого годографа и выберите Add Pole/Zero> Real Zero. В графике корневого годографа щелкните левой кнопкой по вещественной оси около-2.
Чтобы создать более быстрый ответ путем увеличения усиления компенсатора, в Предвещать Редакторе, перетаскивают ответ величины вверх. Чтобы удовлетворить требованию частоты среза, сохраните ответ ниже области исключения в Предвещать редакторе.
Чтобы просмотреть компенсатор, щелкните правой кнопкой по Предвещать Редактору Редактора или Корневого годографа по области построения и выберите Edit Compensator.
Можно также настроить параметры компенсатора с помощью диалогового окна Compensator Editor.
Автоматизированная настройка компенсатора
В дополнение к графической настройке можно также использовать автоматизированные настраивающие методы. Чтобы выбрать автоматизированный настраивающий метод, нажмите Tuning Methods.
Настройка ПИДа, Настройка IMC и Синтез LQG - Вычисляют начальные параметры компенсатора на основе настраивающихся технических требований, таких как постоянные времени с обратной связью. Для примера см. Проект Средство отслеживания LQG Используя Control System Designer.
Основанный на оптимизации Тунинг - Оптимизирует компенсаторы с помощью и временного интервала и конструктивных требований частотного диапазона (требует Simulink Design Optimization). Для примера смотрите диспетчера двигателя постоянного тока Тунинга (Simulink Design Optimization).
Формирование цикла - Задает желаемую целевую форму цикла (требует Robust Control Toolbox™).