Model Reference Adaptive Controller

Дискретное время основанное на ПИДе адаптивное управление моделью - ссылкой

Библиотека:
Simscape / Электрический / Управление / Общее Управление

Описание

Блок Model Reference Adaptive Controller реализует адаптивное управление моделью - ссылкой (MRAC) пропорциональной интегральной производной (PID) дискретного времени. Три основных компонента системы MRAC являются образцом модели, механизмом корректировки и контроллером.

Уравнения

Уравнение управления

$u_{p i d} (k) = [K_{p} + K_{i} \frac{T_{s} z}{z - 1} + K_{d} \frac{z - 1}{T_{s} z}] e (k),$

где:

_upid является контроллером выход.
_Kp является пропорциональной составляющей.
_Ki является интегральной составляющей.
_Kd является дифференциальным усилением.
_Ts является шагом расчета.
e является ошибкой.

Образец модели является передаточной функцией для системы с обратной связью. Эта модель получает желаемое поведение системы с обратной связью. Это реализовано как передаточная функция дискретного времени

$G_{m} (z) = \frac{B (z)}{A (z)} .$

Механизм адаптации настраивает действие управления на основе ошибки между объектом выход и образцом модели выход как

$θ = (y - y_{m}) y_{m} \frac{- γ T_{s} z}{z - 1},$

где:

θ является параметром адаптации.
y является объектом выход.
_ym является образцом модели выход.
γ является скоростью обучения.

Увеличение значения γ приводит к более быстрой адаптации к изменениям объекта.

Настроенный управляющий сигнал, u,

$u (k) = u_{p i d} (k) θ (k) .$

Порты

Входной параметр

развернуть все

`r` — Ссылка объекта, r
скаляр

Системный опорный сигнал объекта.

Типы данных: single | double

`y` — Plant выход, y
скаляр

Системный выходной сигнал объекта.

Типы данных: single | double

`Reset` — Интегратор сбрасывается
скаляр

Внешний сигнал сброса (возрастающее ребро) для интегратора.

Типы данных: Boolean

Вывод

развернуть все

`u` — Контроллер настроил выход, u
скаляр

Настроенный управляющий сигнал.

Типы данных: single | double

Параметры

развернуть все

Параметры контроллера

`Proportional gain` — Пропорциональная составляющая контроллера, _Kp
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Пропорциональная составляющая, _Kp, контроллера.

`Integral gain` — Интегральная составляющая контроллера, _Ki
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Интегральная составляющая, _Ki, контроллера.

`Derivative gain` — Усиление производной контроллера, _Kd
0 (значение по умолчанию)

Производное усиление, _Kd, контроллера.

`Anti-windup gain` — Антизаключительное усиление контроллера
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Антизаключительное усиление контроллера.

`Use filtered derivative` — Отфильтруйте опцию
`on` (значение по умолчанию) | прочь

Выберите, использовать ли коэффициент фильтра для опорного сигнала.

Зависимости

Параметр Filter coefficient только отображается, когда флажок Use filtered derivative устанавливается.

`Filter coefficient` — Коэффициент фильтра опорного сигнала
100 (значение по умолчанию)

Отфильтруйте коэффициент для опорного сигнала.

Зависимости

Этот параметр только отображается, когда флажок Use filtered derivative устанавливается.

`Control action upper limit` — Верхний предел управляющего сигнала, _{upid_max}
5 (значение по умолчанию)

Верхняя граница для управляющего сигнала.

`Control action lower limit` — Нижний предел управляющего сигнала, _{upid_min}
-5 (значение по умолчанию)

Нижняя граница для управляющего сигнала.

`Sample time (-1 for inherited)` — Блокируйте шаг расчета
-1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Время, в s, между последовательным выполнением блока. Во время выполнения блок производит выходные параметры и, при необходимости обновляет его внутреннее состояние. Для получения дополнительной информации смотрите то, Что Шаг расчета? и Настройка времени выборки.

Если этот блок в триггируемой подсистеме, наследуйте шаг расчета путем установки этого параметра на -1. Если этот блок находится в модели шага непрерывной переменной, задайте шаг расчета явным образом с помощью положительной скалярной величины.

Зависимости

Если вы устанавливаете Sample time (-1 for inherited) на -1 и, в настройках Reference Model, устанавливает Model parameterization на Continuous-time, параметр Discretization sample time становится видимым в настройках Reference Model.

Образец модели

`Model parameterization` — Дискретная или непрерывная опция модели
`Discrete-time` (значение по умолчанию) | `Continuous-time`

Математическая модель для контроллера.

Зависимости

Выбор:

Discrete-time делает параметры дискретного времени видимыми.
Continuous-time делает параметры непрерывного времени видимыми. Кроме того, в настройках Controller Parameter, если Sample time (-1 for inherited) установлен в -1, выбор этой опции делает параметр Discretization sample time видимым в настройках Reference Model.

`Discrete-time numerator` — Числитель передаточной функции дискретного времени
[0.01 -0.0099] (значение по умолчанию)

Числитель для передаточной функции дискретного времени.

Зависимости

Выбор Discrete-time поскольку Model parameterization делает этот параметр видимым.

`Discrete-time denominator` — Знаменатель передаточной функции дискретного времени
[1 -1.9801 0.9802] (значение по умолчанию) | вектор

Знаменатель для передаточной функции дискретного времени.

Зависимости

Выбор Discrete-time поскольку Model parameterization делает этот параметр видимым.

`Discretization sample time` — Шаг расчета для дискретизации
0.01 (значение по умолчанию) | `-1` или положительное число

Время, в секундах, между последовательными дискретизациями. Если шаг расчета блока наследован, задайте шаг расчета дискретизации явным образом.

Зависимости

Этот параметр только отображается, когда оба из этих условий соблюдают:

В настройках Control Parameters Sample time (-1 for inherited) установлен в -1.
В настройках Reference Model Model parameterization установлен в Continuous-time.

`Continuous-time numerator` — Числитель передаточной функции непрерывного времени
[1 1] (значение по умолчанию) | вектор

Числитель для передаточной функции непрерывного времени.

Зависимости

Выбор Continuous-time поскольку Model parameterization делает этот параметр видимым.

`Continuous-time denominator` — Знаменатель передаточной функции непрерывного времени
[1 2 1] (значение по умолчанию) | вектор

Знаменатель для передаточной функции непрерывного времени.

Зависимости

Выбор Continuous-time поскольку Model parameterization делает этот параметр видимым.

Механизм корректировки

`Learning rate`— γ
0.5 (значение по умолчанию)

Уровень корректировки изменений объекта.

Ссылки

[1] Дворецкий, H. Адаптивное управление модели - ссылки - от теории до практики. Верхний Сэддл-Ривер, NJ: Prentice Hall, 1992.

Документация

Model Reference Adaptive Controller

Описание

Уравнения

Порты

Входной параметр

r — Ссылка объекта, r скаляр

y — Plant выход, y скаляр

Reset — Интегратор сбрасывается скаляр

Вывод

u — Контроллер настроил выход, u скаляр

Параметры

Параметры контроллера

Proportional gain — Пропорциональная составляющая контроллера, Kp1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Integral gain — Интегральная составляющая контроллера, Ki1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Derivative gain — Усиление производной контроллера, Kd0 (значение по умолчанию)

Anti-windup gain — Антизаключительное усиление контроллера1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Use filtered derivative — Отфильтруйте опцию on (значение по умолчанию) | прочь

Зависимости

Filter coefficient — Коэффициент фильтра опорного сигнала100 (значение по умолчанию)

Зависимости

Control action upper limit — Верхний предел управляющего сигнала, upid_max5 (значение по умолчанию)

Control action lower limit — Нижний предел управляющего сигнала, upid_min-5 (значение по умолчанию)

Sample time (-1 for inherited) — Блокируйте шаг расчета-1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

Зависимости

Образец модели

Model parameterization — Дискретная или непрерывная опция модели Discrete-time (значение по умолчанию) | Continuous-time

Зависимости

Discrete-time numerator — Числитель передаточной функции дискретного времени[0.01 -0.0099] (значение по умолчанию)

Зависимости

Discrete-time denominator — Знаменатель передаточной функции дискретного времени[1 -1.9801 0.9802] (значение по умолчанию) | вектор

Зависимости

Discretization sample time — Шаг расчета для дискретизации0.01 (значение по умолчанию) | -1 или положительное число

Зависимости

Continuous-time numerator — Числитель передаточной функции непрерывного времени[1 1] (значение по умолчанию) | вектор

Зависимости

Continuous-time denominator — Знаменатель передаточной функции непрерывного времени[1 2 1] (значение по умолчанию) | вектор

Зависимости

Механизм корректировки

Learning rate— γ 0.5 (значение по умолчанию)

Ссылки

Расширенные возможности

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

Смотрите также

Документация Simscape Electrical

Поддержка

`r` — Ссылка объекта, r
скаляр

`y` — Plant выход, y
скаляр

`Reset` — Интегратор сбрасывается
скаляр

`u` — Контроллер настроил выход, u
скаляр

`Proportional gain` — Пропорциональная составляющая контроллера, _Kp
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Integral gain` — Интегральная составляющая контроллера, _Ki
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Derivative gain` — Усиление производной контроллера, _Kd
0 (значение по умолчанию)

`Anti-windup gain` — Антизаключительное усиление контроллера
1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Use filtered derivative` — Отфильтруйте опцию
`on` (значение по умолчанию) | прочь

`Filter coefficient` — Коэффициент фильтра опорного сигнала
100 (значение по умолчанию)

`Control action upper limit` — Верхний предел управляющего сигнала, _{upid_max}
5 (значение по умолчанию)

`Control action lower limit` — Нижний предел управляющего сигнала, _{upid_min}
-5 (значение по умолчанию)

`Sample time (-1 for inherited)` — Блокируйте шаг расчета
-1 (значение по умолчанию) | положительная скалярная величина

`Model parameterization` — Дискретная или непрерывная опция модели
`Discrete-time` (значение по умолчанию) | `Continuous-time`

`Discrete-time numerator` — Числитель передаточной функции дискретного времени
[0.01 -0.0099] (значение по умолчанию)

`Discrete-time denominator` — Знаменатель передаточной функции дискретного времени
[1 -1.9801 0.9802] (значение по умолчанию) | вектор

`Discretization sample time` — Шаг расчета для дискретизации
0.01 (значение по умолчанию) | `-1` или положительное число

`Continuous-time numerator` — Числитель передаточной функции непрерывного времени
[1 1] (значение по умолчанию) | вектор

`Continuous-time denominator` — Знаменатель передаточной функции непрерывного времени
[1 2 1] (значение по умолчанию) | вектор

`Learning rate`— γ
0.5 (значение по умолчанию)

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