多模型控制设计- MATLAB和Simulink万博1manbetx - 万博1manbetx,s manbetx 845,万博尤文图斯

Multimodel控制设计

通常，系统的动力学是不确切的，可能会变化。例如，系统动力学可以变化，因为:

参数值制造公差引起的变化——例如,电阻器的电阻值一般是对标称值范围内,5Ω+ / - 5%。
操作条件——例如，飞机的动态变化取决于高度和速度。

为这样的系统设计的任何控制器都必须满足所有潜在系统动力学的设计要求。

控制设计概述

为变动态系统设计控制器:

样本的变化。
为每个示例创建一个LTI模型。
创建一个采样LTI模型数组。
为阵列中的一个标称代表模型设计一个控制器。
分析阵列中所有模型的控制器设计。
如果控制器设计不满足所有模型的要求，指定一个不同的标称模型并重新设计控制器。

模型阵列

在控制系统设计，您可以使用LTI模型数组为当前控制体系结构中的任何植物或传感器指定多个模型(请参阅模型阵列)。如果为多个植物或传感器指定模型数组，则数组的长度必须匹配。

创建模型的数组

为多模型控制设计创建数组，您可以:

属性创建多个LTI模型特遣部队,党卫军,zpk,或的朋友命令。

指定模型参数。m = 3;b = 0.5;k = 8:1:10;T = 0.1: . 05: 2;%创建一个LTI模型数组。为ct = 1:长度(k);G (:,:, ct) =特遣部队(1 (m b k (ct)));结束

属性创建一个LTI模型数组堆栈命令。

%创建单独的LTI模型。G1 = tf(1， [1 1 8]);G2 = tf(1， [1 1 9]);G3 = tf(1， [11 - 10]);合并数组中的模型。G =堆栈(1,G1, G2, G3);

在多个操作点执行批量线性化。然后导出计算得到的LTI模型，以创建一个LTI模型数组。看这个例子直流电机参数变化的参考跟踪(万博1manbetx仿真软件控制设计)。
对不确定状态空间采样(号航空母舰)模型使用usample。
计算一个号航空母舰从Simulink中建模万博1manbetx^®模型。然后使用usubs或usample创建一个LTI模型数组。看到从Simulink模型中获取不确定状态空间模型万博1manbetx(鲁棒控制工具箱)。
指定要线性化为的核心Simul万博1manbetxink块号航空母舰或ufrd模型。看到为核心或自定义Simulink块指定不确定线性化万博1manbetx(鲁棒控制工具箱)。

导入模型数组以控制系统设计器

要将模型作为数组导入，可以在打开时将它们作为输入参数传递控制系统设计从MATLAB^®命令行。有关更多信息，请参见控制系统设计。

您还可以将模型数组导入到控制系统设计配置控制体系结构时。在编辑架构对话框中:

在价值文本框，指定来自MATLAB工作区的LTI模型的名称。
要从MATLAB工作区或当前工作目录中的mat文件导入块数据，请单击。

名义模型

什么是名义模型?

的名义模型在您用来设计控制器的LTI模型数组中是否有一个代表性模型控制系统设计。使用编辑器和分析图来可视化和分析控制器对数组中其余植物的影响。

您可以选择数组中的任何模型作为您的标称模型。例如，您可以选择一个模型:

表示系统的预期标称工作点。
为数组中各模型的平均值。
代表最坏情况下的植物。
离稳定点最近。

提示

您可以在波德图上绘制和分析系统的开环动力学，以确定选择哪种模型作为标称。

指定名义模型

从LTI模型数组中选择一个标称模型控制系统设计,点击Multimodel配置。然后，在多模型配置对话框中，选择a名义模型指数。默认索引为1。

对于每个被定义为模型数组的植物或传感器，应用程序选择指定索引处的模型作为标称模型。否则，应用程序使用标量扩展来为所有模型索引应用单个LTI模型。

例如，以下控制体系结构:

如果G和H三元素数组和标称模型指数都是2，软件使用两个数组中的第二元素计算标称模型:

的名义响应r来y是:

$T = \frac{C G_{2}}{1 + C G_{2} H_{2}}$

该应用程序还计算和绘制响应，显示的效果C剩下的对植物和传感器模型-G₁H₁和G_3.H_3.。

如果只有G为LTI模型数组，指定标称模型为2，则标称响应的控制架构为:

在这种情况下，从的名义响应r来y是:

$T = \frac{C G_{2}}{1 + C G_{2} H}$

该应用程序还计算和绘制响应，显示的效果C剩下的对植物和传感器模型-G₁H和G_3.H。

电网频率

系统的频率响应是按一系列的频率值计算的，称为a电网频率。默认情况下,控制系统设计根据阵列中每个模型的动态范围计算一个对数等间距网格。

指定自定义频率网格时:

自动网格有比你需要更多的点。若要提高计算效率，请指定较不密集的网格间距。
自动网格在特定频率范围内不够密集。例如，如果响应没有捕捉到欠阻尼系统的共振峰值动力学，则在转角频率附近指定一个更密集的网格。
您只对特定频率范围内的响应感兴趣。为了提高计算效率，指定一个只覆盖感兴趣的频率范围的网格。

有关指定对数间隔向量的更多信息，请参见logspace。

请注意

修改频率网格不影响标称模型的频率响应计算。应用程序总是使用自动选择选择计算名义模型频率响应。

多对象模型控制器设计

这个例子展示了如何为一组植物模型设计一个补偿器控制系统设计。

创建植物模型数组

属性创建一个LTI工厂模型数组堆栈命令。

%创建一个LTI模型数组来建模植物(G)变体。G1 = tf(1，[1 1 8]);G2 = tf(1，[1 1 9]);G3 = tf(1，[11 - 10]);G =堆栈(1,G1, G2, G3);

创建传感器模型数组

类似地，创建一个传感器模型数组。

H1 =特遣部队(1 [1/0.1,1]);特遣部队(H2 = 1, [1/0.15 1]);H3 =特遣部队(1 [1/0.2,1]);H =堆栈(1,H1, H2, H3);

开式控制系统设计者
开放控制系统设计，并导入植物和传感器模型阵列。
```
controlSystemDesigner (G, 1小时)
```
应用程序打开并导入植物和传感器模型数组。
配置分析情节
若要查看大图中的闭环阶跃响应，请输入控制系统设计,在视图选项卡上,单击单。然后,单击IOTransfer_r2y:步骤。

默认情况下，阶跃响应只显示名义响应。要显示其他模型索引的单个响应，右键单击绘图区域，并选择Multimodel配置>个人的反应。

请注意

要查看所有模型响应的信封，右键单击绘图区域，并选择Multimodel配置>界限

plot更新以显示其他模型的响应。
选择名义模型
在控制系统选项卡上,单击Multimodel配置。
在多模型配置对话框中，指定a名义模型指数的2。

点击关闭。

选定的标称模型对应于系统的平均响应。
设计补偿器
要使用标称模型设计补偿器，可以使用任何受支持的万博1manbetx控制系统设计者调整方法。
对于本例，使用补偿器编辑器手动指定补偿器动态。在补偿器上加一个积分器，并将补偿器增益设为0.4。有关更多信息，请参见编辑动态补偿器。
分析结果
调谐控制器产生的阶跃响应最小超调的名义模型和最坏情况下超调小于10%。