在本例中,您将学习如何使用控制系统调谐器应用程序为在Simulink®中建模的非线性设备设计一个控制器。万博1manbetx您完成以下任务:
配置模型和应用程序进行补偿器调优
使用基于控制的设计调整一阶补偿器
模拟闭环非线性响应。
Suitertank_Comp_design模型如下图所示,模拟了用于调节水箱中的水位的反馈回路。控制器块包含要调整的一阶补偿器。
mdl ='cst_watertank_comp_design';open_system (mdl)
水箱子系统模拟水箱动力学。水以与施加到泵的电压V成比例的速率从顶部进入罐。水以罐基部的开口以与水高度H的平方根成比例的速度留下的速度。水流量中平方根的存在使植物非线性。
水流的非线性模型是
在哪里
表示坦克中的水的高度
表示施加到泵的电压
表示罐的横截面积
和常数是否与流入和流出水箱的流量有关
该系统具有存储功能的被动自
通过定期定理,两个严格无源系统的负反馈互连和总是稳定的。
由于水箱系统是被动的,因此要求控制器严格被动以保证闭环稳定性,即使工厂模型不准确。
你可以使用控制系统调谐器应用程序调整控制器块。
第1步:打开控制系统调谐器应用程序。在Simuli万博1manbetxnk模型窗口中,在应用选项卡,应用画廊,点击控制系统调谐器。
第2步:从中启动调谐块选择器选择块按钮在调整选项卡
步骤3:选择控制器块,然后单击“确定”。此块现在显示在调谐块列表中。
第4步:指定调整目标。在这里,有两个主要目标:
跟踪水位的步骤变化
使控制器被动
单击新目标下拉列表,并首先添加一个被动目标。
将此目标配置为仅应用于Controller块。这是通过设置输入信号为“Desired Water Level”,输出信号为控制器模块的输出,以及在控制器模块输出的环路打开来完成的。还规定输入和输出的最小无源性指数为0.01,以加强严格的无源性。
接下来,添加一个参考跟踪的目标的新目标下拉列表。为1秒响应时间配置此目标。
最后,点击管理目标按钮调整标签并将被动目标标记为硬调整约束。
第5步:您已准备好调整控制器块。单击调谐按钮。您可以通过选择并排查看调整结果左/右在看法选项卡。
您可以通过生成再现此调整过程的MATLAB脚本来进一步分析这些结果。
可以查看调整后的控制器的Bode图。点击新的剧情按钮控制系统选项卡。选择新的BODE从下拉列表中。
控制器响应可以如下规定。
点击阴谋按钮。波德图如下图所示。
您还可以使用调谐控制器模拟闭环非线性响应。首先,单击更新控制器块更新块在控制系统选项卡。
在Simuli万博1manbetxnk模型中,双击Scope块以打开Scope窗口,然后模拟模型。
调谐控制系统的非线性响应显示在范围窗口中。该仿真显示跟踪性能令人满意。