Спроектируйте средство отслеживания LQG Используя Control System Designer
В этом примере показано, как использовать синтез LQG, чтобы спроектировать контроллер обратной связи для комбинированной головки дисковода с помощью Control System Designer.
Для получения дополнительной информации о системе и модели, см. Главу 14 "Цифрового управления Динамических систем", Франклином, Пауэллом и Рабочим.
Модель дисковода
Ниже изображение системы, которая будет смоделирована.
Вход модели является текущим управлением двигателем звуковой катушки, и выход является сигналом ошибки положения (PES в % ширины дорожки). Чтобы узнать больше о 10-й модели порядка, смотрите Цифровое Сервоуправление Жесткого диска. Объект включает маленькую задержку. В целях этого примера проигнорируйте эту задержку.
load diskdemo Gr = tf(1e6,[1 12.5 0]); Gf1 = tf(w1*[a1 b1*w1],[1 2*z1*w1 w1^2]); % first resonance Gf2 = tf(w2*[a2 b2*w2],[1 2*z2*w2 w2^2]); % second resonance Gf3 = tf(w3*[a3 b3*w3],[1 2*z3*w3 w3^2]); % third resonance Gf4 = tf(w4*[a4 b4*w4],[1 2*z4*w4 w4^2]); % fourth resonance G = (ss(Gf1)+Gf2+Gf3+Gf4) * Gr; % convert to state space for accuracy
Спроектируйте обзор
В этом примере спроектируйте полно упорядоченное средство отслеживания LQG, которое помещает комбинированную головку в правильном положении. Настройте средство отслеживания LQG, чтобы достигнуть требований реального исполнения и уменьшать порядок контроллера как можно больше. Например, превратите средство отслеживания LQG в формат ПИ-контроллера.
Открытый Control System Designer
Откройте Control System Designer, импортировав модель объекта управления.
controlSystemDesigner(G)
По умолчанию Control System Designer отображается, переходной процесс системы с обратной связью наряду с Предвещают и корневой годограф графические редакторы для ответа разомкнутого контура.
Максимизируйте переходной процесс. Дважды кликните IOTransfer_r2y: продвиньтесь вкладка графика. Детали о том, как использовать Control System Designer, описаны в Начале работы с Control System Designer.
Компенсатор усиления единицы по умолчанию создает устойчивую систему с обратной связью с большими колебаниями.
Спроектируйте средство отслеживания Полного Порядка LQG
Нажмите Tuning Methods и выберите LQG Synthesis.
В диалоговом окне LQG Synthesis, в разделе Specifications, требованиях набора к эффективности контроллера:
Ответ контроллера - Задает переходное поведение контроллера. Можно сделать контроллер более агрессивным в подавлении помех или более устойчивым против неопределенности объекта. Если вы полагаете, что ваша модель точна и что переменная, которой управляют, имеет достаточно большую область значений, агрессивный контроллер предпочтителен.
Шум измерения - Задает оценку уровня выходного шума измерения для вашего приложения. Чтобы произвести более устойчивый контроллер, задайте большую шумовую оценку.
Желаемый порядок контроллера - Задает вашу настройку порядка контроллера.
Используйте настройки ползунка по умолчанию в качестве первоначального проекта контроллера.
Нажмите Update Compensator. Новый Компенсатор отображен, и обновления переходного процесса.
Чтобы спроектировать более агрессивный контроллер, переместите ползунок ответа Контроллера в крайне левое. Более агрессивный контроллер уменьшает перерегулирование на 50% и уменьшает время урегулирования на 70%.
Спроектируйте средство отслеживания уменьшаемого порядка LQG
Чтобы создать ПИ-контроллер, сбросьте ползунок ответа Контроллера к среднему значению по умолчанию и установите Желаемый порядок контроллера к 1.
Нажмите Update Compensator.
Этот контроллер создает в большой степени колеблющуюся систему с обратной связью. Чтобы сделать контроллер менее агрессивным, переместите ползунок ответа Контроллера направо.
Нажмите Update Compensator.
Переходной процесс показывает, что проект ПИ-контроллера обеспечивает хорошую начальную точку для основанного на оптимизации проекта. Для получения дополнительной информации смотрите Начало работы с Control System Designer.