级联多回路的反馈设计
这个例子展示了如何优化两级联反馈回路仿真软件®控制设计™使用万博1manbetx控制系统设计。
这个例子设计控制器两级联反馈循环,加速度等机体模型组件(阿兹
)跟踪参考信号的最大上升时间0.5秒。这个示例使用中的反馈回路结构身体率(问
作为一个内部反馈回路和加速度()阿兹
)作为外部反馈回路。
打开机身模型。
open_system (“scdairframectrl”)
这两个反馈控制器:
scdairframectrl / q控制
——一个离散时间积分器和一块获得稳定内循环。
open_system (“scdairframectrl / q控制”)
scdairframectrl / az控制
——一个离散时间积分器,离散传递函数,获得块稳定外循环。
open_system (“scdairframectrl / az控制”)
多回路的系统解耦循环
典型的级联反馈系统的设计过程是设计内循环和外循环。在控制系统设计同时,可以设计两个循环;默认情况下,当设计一个回路之间的耦合影响的多环反馈系统考虑。然而,当同时设计两个反馈回路,它可以是必要的解耦反馈循环;即删除外循环的影响,优化内部循环。在本例中,您设计内部反馈回路(问
)和外层循环的影响(阿兹
)移除。
配置控制系统设计师
设计一个控制器使用控制系统设计,你必须:
选择您希望优化控制器模块。
创建你想要的开环和闭环响应视图。
对于这个示例,您可以:
启动一个预配置控制系统设计会议通过双击子系统模型的左下角。
配置控制系统设计使用下面的过程。
打开控制系统设计在仿真软件模型,万博1manbetx应用程序画廊,点击控制系统设计。
在对话框编辑架构上块选项卡上,单击添加模块。在选择块调整对话框中,选择下面的块,然后单击好吧。
scdairframectrl / q控制/ q获得
scdairframectrl / az控制/阿兹获得
scdairframectrl / az控制/ az DTF
在信号选项卡,点分析仿真软件模型中定义的自动添加万博1manbetx位置。
输入:
阿兹scdairframectrl /步骤
-输出端口1输出:
scdairframectrl /机身模型
-输出端口1
使用选定的块和信号,点击好吧。
在控制系统设计在浏览器的数据,反应部分包含下面的开环反应,控制系统设计自动识别潜在的开环反馈回路设计。
输出端口1
scdairframectrl / az控制/ az DTF
输出端口1
scdairframectrl / az控制/阿兹获得
输出端口1
scdairframectrl / q控制/ q获得
打开图形预示编辑器为每个下面的反应。在控制系统设计中,选择调优方法>预示编辑器。然后,在选择响应编辑对话框,在选择响应图下拉列表,选择相应的开环反应,并点击情节。
开环输出港1
scdairframectrl / az控制/ az DTF
开环输出港1
scdairframectrl / q控制/ q获得
查看反馈系统的闭环响应,为一个新的输入输出传递函数创建一个步骤图的反应。选择新的情节>步骤。然后,在新的对话框,选择响应图下拉列表中,选择新输入输出转移反应。
添加scdairframectrl az / 1 /步骤
作为输入信号scdairframectrl /机身模型/ 1
作为一个输出信号。
点击情节。
删除外部反馈回路的影响
在编辑器和预示的情节,波德编辑LoopTransfer_scdairframectrl_az_Control_az_DTF,增加获得的反馈循环向上拖动级响应。内循环的波德图编辑,波德编辑LoopTransfer_scdairframectrl_q_Control_q_Gain,也改变。这种变化是一个反馈回路之间的耦合的结果。更系统的方法是首先设计内部反馈回路,打开外循环。
除去外层循环的影响在设计内部循环,增加循环开放的开环响应内部循环。
在数据浏览器反应区域,右键单击内循环反应,并选择开放的选择。
在开环传递函数对话框中,指定scdairframectrl / az控制/ az DTF / 1
循环。点击好吧。
在编辑器和预示情节,增加获得通过拖动级响应。解耦自循环,内循环预示编辑情节不会改变。
你现在可以完成内部循环的设计没有外层循环的影响,同时设计外循环而考虑到内循环的影响。
调整补偿器
控制系统设计包含几个方法优化控制系统:
手动调整每个使用补偿器补偿器的参数编辑器。有关更多信息,请参见优化仿真软万博1manbetx件模块使用补偿器编辑器。
图形优化补偿器波兰人,0,并获得使用开/闭环预示,根轨迹,或者尼科尔斯编辑策划。点击调优方法,并选择下一个编辑器图形化优化。
优化补偿器参数使用时域和频域设计要求(需要仿真软件设计优化™软件)。万博1manbetx点击调优方法,并选择基于优化的调优。有关更多信息,请参见执行时间和频率要求单回路控制器设计(万博1manbetx仿真软件设计优化)。
计算初始补偿器使用自动调优参数基于闭环时间常数等参数。点击调优方法,选择PID调优,内模控制(IMC)调优,循环形成(需要鲁棒控制工具箱™软件),或LQG设计。
完整的设计
以下补偿器参数满足设计要求:
scdairframectrl / q控制/ q获得
:
K_q = 2.7717622
scdairframectrl / az控制/阿兹获得
:
K_az = 0.00027507
scdairframectrl / az控制/ az DTF
:
分母分子= (100.109745 - -99.109745)= -0.88893 [1]
闭环系统的响应如下图所示。
更新模型模型万博1manbetx
写补偿器的参数仿真软件模型,点击万博1manbetx更新模块。然后您可以测试您的设计的非线性模型。