控制系统工具箱
设计和分析控制系统
Control System Toolbox™提供了用于系统分析、设计和调整线性控制系统的算法和应用程序。您可以将系统指定为传递函数、状态空间、零极增益或频率响应模型。应用程序和函数,如阶跃响应图和Bode图,可以让您分析和可视化系统在时间和频率域的行为。
您可以使用交互技术(如Bode回路成形和根轨迹法)调整补偿器参数。工具箱自动调谐SISO和MIMO补偿器,包括PID控制器。补偿器可以包括跨越多个反馈回路的多个可调谐块。您可以调整增益计划控制器并指定多个调整目标,例如参考跟踪、干扰抑制和稳定裕度。您可以通过验证上升时间、超调量、稳定时间、增益和相位裕度以及其他要求来验证您的设计。
开始:
传递函数和状态空间模型
使用传递函数或状态空间表示创建线性时不变系统模型。操作PID控制器和频率响应数据。对SISO或MIMO以及连续或离散系统进行建模。通过串联、并联或反馈连接基本模型,构建复杂的方框图。
模型离散化
使用命令行函数或交互式Live Editor任务重新采样动态系统模型,并在连续时间域和离散时间域之间转换模型。采用零阶保持、双线性(Tustin)、零极匹配等速率转换方法。
模型简化
使用Model Reducer应用程序、Live Editor Task或命令行函数,以交互方式减少工厂或控制器模型的顺序,同时保留对应用程序很重要的动态。使用平衡截断、零极点简化或模式选择技术。
稳定性分析
计算增益裕度、相位裕度和交叉频率。以图形和数字方式检查动态系统的极点和零点位置。计算线性模型极点的阻尼比、固有频率和时间常数。
PID调节
使用PID Tuner应用程序、Live Editor Task或命令行函数自动调整PID控制器增益,以平衡性能和鲁棒性。指定调优参数,如所需的响应时间和相位裕度。整定连续或离散PID控制器。
植物动态的交互估计
使用System Identification Toolbox™在PID Tuner应用程序中直接从测量的输入-输出数据创建一个工厂模型。或者,使用实时编辑器来识别植物动态和调整PID控制器。
二自由度PID控制
2-DOF PID控制器。用二自由度PID控制器代替一自由度PID控制器,在不显著增加设定点跟踪超调量的情况下,达到更好的抗扰效果。
根轨迹图和Bode图的交互设计
使用控制系统设计器应用程序以交互方式设计和分析SISO控制系统。使用根轨迹、Bode图和Nichols图以图形方式调整常见控制组件,如PID、超前/滞后网络和陷波滤波器。
闭环反应监测
使用阶跃响应、Nyquist和其他曲线图可视化闭环和开环响应,这些曲线图在调整控制器时动态更新。指定和评估时域和频域设计要求,如上升时间、最大超调量、增益裕度和相位裕度。
SISO和MIMO环路
使用控制系统调谐器应用程序或命令行功能,使用简单的可调元件(如增益、PID控制器或低阶滤波器)对SISO或MIMO控制系统架构进行建模和调整。联合调整多回路控制系统中的多个回路。
时域和频域目标
指定和可视化调谐要求,如跟踪性能、干扰抑制、噪声放大、闭环极点位置和稳定裕度。自动调整控制器参数,以满足必须拥有的需求(设计约束),并最好地满足剩余的需求(目标)。
根据一组设备模型进行调整
设计一个控制器,该控制器对因参数变化、操作条件变化以及传感器或执行器故障引起的电厂动态变化具有鲁棒性。
Simulink中的增益计划控制器万博1manbetx
Simulink中的模型增益调度控制系统万博1manbetx®使用变PID控制器、变传递函数、变陷波滤波器和变低通滤波器等模块。
获得表面调优
自动调整增益面系数,以满足整个系统工作包线的性能要求,并实现工作点之间的平滑过渡。指定随操作条件而变化的要求。在设计的整个工作范围内验证调整结果。
LQR/LQG和电杆布置
设计连续和离散线性二次调节器(LQR)和线性二次高斯(LQG)控制器。计算反馈增益矩阵,将闭环极点放置在所需位置。
卡尔曼滤波器
设计和仿真线性稳态和时变卡尔曼滤波器。使用MATLAB Coder™和Simulink Coder™生成这些滤波器的C/ c++代码。万博1manbetx
非线性状态估计器
在MATLAB中使用扩展卡尔曼滤波器、无迹卡尔曼滤波器或粒子滤波器估计非线性系统的状态®和Sim万博1manbetxulink。使用MATLAB编码器和Simulink编码器为这些滤波器生成C/C++代码。
线性分析
使用Simulink Control Design™中的线性分析万博1manbetx工具来线性化Simulink模型。使用阶跃响应、脉冲响应、Bode、Nichols、Nyquist、奇异值和零极点图计算线性化模型的时间和频率响应。
补偿器设计
在Simulink中使用Simulink Control Design图形化地调整SISO反馈回万博1manbetx路。使用交互的Bode、根轨迹和Nichols图形编辑器设计控制器,用于添加、修改和删除控制器极点、零和增益。
补偿器的调优
在Simulink中自动调整PID控制器的增益。万博1manbetx使用Simulink Control Design中的Control System Tuner应用程序或命令行工具来万博1manbetx自动调整分布在Simulink中任意数量反馈循环中的控制元素的增益和动态。
稀疏状态空间模型
创建、组合和分析大型线性模型
锁相环示例
用循环成形方法调整循环滤波器
实时编辑器任务
交互式地执行模型转换和控制设计任务,并在活动脚本中生成MATLAB代码
看见发布说明有关这些功能和相应功能的详细信息。