指定带宽对MIMO控制系统进行调优
这个例子展示了如何调整以下控制系统来实现一个循环之间的交叉频率0.1和1 rad / s,使用looptune。
植物,G两个输入,两个输出模型(y是一个双元素向量信号)。对于这个示例,传递函数G是由:
这个样品工厂是基于详细描述的蒸馏塔的例子蒸馏塔的解耦控制器。
调整本控制系统,首先创建一个数字模型的植物。然后您创建可调控制器的模型元素和互连它们构建一个控制器模型。然后使用looptune调整控制器的自由参数模型。最后,检查的性能调优系统确认调整控制器收益率理想的性能。
创建一个模型的植物。
s =特遣部队(“年代”);G = 1 / (75 * s + 1) * (87.8 - -86.4;108.2 - -109.6);G.InputName={' qL ',“qV”};G.OutputName=“y”;
当你调整控制系统,looptune使用通道名称G.InputName和G.OutputName互连装置和控制器。因此,分配这些通道名称匹配的插图。当您设置G.OutputName=“y”,G.OutputName自动扩展到{“y (1)”;“y”(2)}。这一扩张是因为G是一个两个输出系统。
代表控制器的组件。
D = tunableGain (“脱钩”、眼(2));D。我nputName =“e”;D。OutputName = {“pL”,“光伏”};PI_L = tunablePID (“PI_L”,“π”);PI_L。我nputName =“pL”;PI_L。OutputName =' qL ';PI_V = tunablePID (“PI_V”,“π”);PI_V。我nputName =“光伏”;PI_V。OutputName =“qV”;sum1 = sumblk (“e = r - y”2);
控制系统包括几个可调控制元素。PI_L和PI_V是可调的PI控制器。这些元素为代表tunablePID模型。固定控制结构还包括一个解耦增益矩阵D,由一个可调tunableGain模型。当控制系统调整,D确保每个输出G跟踪相应的参考信号r以最小的相声。
分配InputName和OutputName值这些元素允许您控制互连它们创建一个可调模型对整个控制器C如图所示。
当你调整控制系统,looptune使用这些通道名称互连C和G。控制器C还包括求和结sum1。这一个双通道求和结,因为r和y向量值信号维度2。
连接控制器组件。
C0 =连接(sum1 PI_L PI_V D, {“r”,“y”},{' qL ',“qV”});
C0是一个可调一族模型代表整个控制器结构。C0商店可调控制器参数和包含这些参数的初始值。
优化控制系统。
的输入looptune是G和C0,植物和初始创建的控制器模型。输入wc = (0.1, 1)集的目标范围内环路带宽。这个输入指定每个循环的交叉频率调谐系统介于0.1和1 rad /分钟。
wc = (0.1, 1);[G、C、联欢,信息]= looptune (G, C0, wc);
最后:峰值增益= 0.983、迭代= 26实现目标获得价值TargetGain = 1。
显示的峰值增益= 0.949表明looptune发现参数值,实现目标回路带宽。looptune显示最后一个峰值增益值的优化运行,这也是输出gam。如果gam小于1,所有调优需求得到满足。一个值大于1表明未能满足一些需求。如果gam超过1,你可以增加目标带宽范围或放松另一个调优需求。
looptune还返回调整控制器模型C。这个模型的优化版本C0。它包含PI系数和去耦矩阵增益值收益优化的峰值增益值。
显示调整控制器参数。
showTunable (C)
解耦u1 u2 y1 1.403 - -0.9685 y2 = D = -1.567 - 1.28名称:解耦静态增益。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - PI_L = 1 + Ki *——年代Kp = 2.16, Ki = 0.105名称:PI_L连续时间比例积分控制器并联形式。- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - PI_V = 1 + Ki *——年代Kp = -1.72, Ki = -0.0719名称:PI_V连续时间比例积分控制器并联形式。
检查控制系统的时域响应的调整系数。产生一个阴谋,构造一个闭环优化控制系统的模型。情节的阶跃响应参考输出。
T =连接(G、C、“r”,“y”);步骤(T)
解耦矩阵控制器允许每个通道的双通道输出信号y跟踪相应的参考信号的通道r,以最小的相声。从情节,你可以如何实现这个要求当你孤独的带宽优化控制系统。如果相声仍然超过你的设计要求,您可以使用一个TuningGoal.Gain要求对象实施进一步限制调优。
检查调整结果的频域响应作为替代方法验证优化控制器。
图(“位置”(100100520、1000))loopview (G、C、信息)
第一个情节表明开环增益跨界车属于指定的时间间隔(0.1,1)。这个情节还包含的最大灵敏度和调谐值函数
和互补的敏感性
。第二个和第三个图表明,MIMO稳定利润的调谐系统(蓝色曲线)不超过上限(黄色曲线)。
