这个例子显示了如何调整使用中的Simulink控制设计两个级联反馈回路™万博1manbetx控制系统设计。
本实施例中设计了两个级联的反馈回路控制器在机身模型,使得上的加速度分量(AZ
)磁迹参考信号具有0.5秒的最大上升时间。本例中的反馈环路结构使用身体率(q
)作为内反馈回路,而加速度(AZ
)作为外部反馈环路。
打开机身模型。
open_system('scdairframectrl')
这两种反馈控制器是:
scdairframectrl / Q控制
- 一个离散时间积分器和增益块稳定内环。
open_system('scdairframectrl / Q控制')
scdairframectrl / AZ控制
- 一个离散时间积分器,一个离散的传递函数和增益块稳定外环。
open_system('scdairframectrl / AZ控制')
用于级联反馈系统的典型设计过程是首先设计的内循环,然后外环。在控制系统设计时,可以同时设计两个环;默认情况下,设计一个多回路反馈系统,当环路之间的耦合效应考虑在内。不过,同时设计两个反馈回路时,可能有必要解耦反馈回路;即,调谐内环当移除外循环的影响。在这个例子中,你设计的内部反馈回路(q
)与所述外环的效果(AZ
)去除。
要使用设计控制器控制系统设计, 你必须:
选择您要调整控制器模块。
创建开环和闭环反应要视图。
在这个例子中,您可以:
启动一个预先配置控制系统设计通过双击该模型的左下角子系统会话。
配置控制系统设计使用以下步骤。
打开控制系统设计在Simulink万博1manbetx模型中,应用画廊,点击控制系统设计。
在编辑结构对话框,在块选项卡,单击添加块。在选择块来调对话框中,选择以下块,并点击好。
scdairframectrl / Q控制/ Q增益
scdairframectrl / AZ控制/ AZ增益
scdairframectrl / AZ控制/ AZ DTF
在信号标签,在Simulink模型中定义的分析点被自动添加作为万博1manbetx地点。
输入:scdairframectrl /步骤AZ
- 输出端口1
输出:scdairframectrl /机身型号
- 输出端口1
要使用所选的块和信号,请点击好。
在里面数据浏览器中,回应部分包含以下开环反应,这控制系统设计自动识别为开环设计潜力反馈回路。
的输出端口1scdairframectrl / AZ控制/ AZ DTF
的输出端口1scdairframectrl / AZ控制/ AZ增益
的输出端口1scdairframectrl / Q控制/ Q增益
打开图形编辑博德以下每个响应。在控制系统设计, 选择调整方法>博德编辑器。然后,在选择响应编辑下拉列表中,选择相应的开环反应,并点击情节。
开环以外港1scdairframectrl / AZ控制/ AZ DTF
开环以外港1scdairframectrl / Q控制/ Q增益
要查看反馈系统的闭环响应,创建一个新的输入 - 输出传递函数响应的工序图。选择新建小区>新台阶。然后,在新步骤绘制对话框,在绘制选择响应下拉列表中,选择新的输入输出转移响应。
加scdairframectrl /步骤的z / 1
作为输入信号,并scdairframectrl /机身型号/ 1
作为输出信号输出。
请点击情节。
在外环波特主编的情节,博德编辑器LoopTransfer_scdairframectrl_az_Control_az_DTF,通过向上拖动幅度响应增加反馈回路的增益。内环路波特主编的情节,博德编辑器LoopTransfer_scdairframectrl_q_Control_q_Gain,也改变。这种变化是反馈回路之间的耦合的结果。更系统化的方法是首先设计了内部反馈回路,与外循环打开。
对设计内循环时除去外部循环的效果,添加一个环开口到内回路的开环响应。
在里面数据浏览器, 在里面回应区域中,右键单击内环路响应,并选择公开选拔。
在开环传递函数对话框,指定scdairframectrl / AZ控制/ AZ DTF / 1
作为环开口。请点击好。
在外环波特主编的情节,增加通过拖动幅度响应的增益。由于环路分离,内环路波特编辑情节不会改变。
您现在可以完成内环的设计,无需外部循环的效果,同时设计了外环同时利用内部循环的影响考虑在内。
控制系统设计包含几种方法调节的控制系统:
手动调谐使用补偿编辑每个补偿的参数。欲了解更多信息,请参阅调Simu万博1manbetxlink模块使用补偿编辑器。
图形调整补偿极点,零点,并且使用开/闭环博德,根轨迹,或者尼科尔斯编辑地块的收益。请点击调整方法,并选择下一个编辑器图形调整。
同时使用时域和频域的设计要求优化补偿参数(需要Simulink设计优化™软件)。万博1manbetx请点击调整方法,并选择基于代价的优化调整。欲了解更多信息,请参阅执法时间和一个单回路控制器的设计频率要求(万博1manbetxSimulink设计优化)。
计算使用基于参数诸如闭环时间常数自动调节初始补偿器的参数。请点击调整方法,并选择PID调节,内模控制(IMC)调谐,环成形(需要鲁棒控制工具箱™软件),或LQG合成。
下面的补偿参数满足设计要求:
scdairframectrl / Q控制/ Q增益
:
K_q = 2.7717622
scdairframectrl / AZ控制/ AZ增益
:
K_az = 0.00027507
scdairframectrl / AZ控制/ AZ DTF
:
分子= [100.109745 -99.109745]分母= [1 -0.88893]
闭环系统的响应如下所示:
写补偿参数返回到Simulink模型,点击万博1manbetx更新块。然后,您可以在非线性模型对设计进行测试。
bdclose('scdairframectrl')