增益调度控制器整定的对象模型-MATLAB和Simulink万博1manbetxGYDF4y2Ba

增益调度控制器整定的工厂模型GYDF4y2Ba

增益调度是控制非线性对象的一种控制方法。要调整增益计划控制系统，您需要一组线性模型，这些模型近似于选定设计点附近的非线性动力学。一般而言，电厂的动力学由以下形式的非线性微分方程描述：GYDF4y2Ba

$\begin{array}{l} \overset{˙GYDF4y2Ba}{xGYDF4y2Ba} =GYDF4y2Ba FGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba xGYDF4y2Ba,GYDF4y2Ba UGYDF4y2Ba,GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba \\ YGYDF4y2Ba =GYDF4y2Ba GGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba xGYDF4y2Ba,GYDF4y2Ba UGYDF4y2Ba,GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba .GYDF4y2Ba \end{array}$

在这里GYDF4y2BaxGYDF4y2Ba是状态向量，GYDF4y2BaUGYDF4y2Ba是设备输入，以及GYDF4y2BaYGYDF4y2Ba是植物的产量。对于一个特定的系统，这些非线性微分方程可以被明确地知道。更常见的是，它们是隐式指定的，例如通过Simulink万博1manbetxGYDF4y2Ba^®GYDF4y2Ba模型GYDF4y2Ba

您可以将这些非线性动力学转换为一系列线性模型，用于描述电厂在一系列工作点周围的局部行为GYDF4y2Ba(GYDF4y2BaxGYDF4y2Ba(GYDF4y2BaσGYDF4y2Ba),GYDF4y2BaUGYDF4y2Ba(GYDF4y2BaσGYDF4y2Ba))GYDF4y2Ba，由调度变量参数化，GYDF4y2BaσGYDF4y2Ba.与标称运行条件的偏差定义为：GYDF4y2Ba

$δGYDF4y2Ba xGYDF4y2Ba =GYDF4y2Ba xGYDF4y2Ba -GYDF4y2Ba xGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba,GYDF4y2Ba δGYDF4y2Ba UGYDF4y2Ba =GYDF4y2Ba UGYDF4y2Ba -GYDF4y2Ba UGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba .GYDF4y2Ba$

这些偏差是由GYDF4y2Ba线性参数变化GYDF4y2Ba动态：GYDF4y2Ba

$\begin{matrix} \overset{˙GYDF4y2Ba}{δGYDF4y2Ba} xGYDF4y2Ba =GYDF4y2Ba A.GYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba δGYDF4y2Ba xGYDF4y2Ba +GYDF4y2Ba BGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba δGYDF4y2Ba UGYDF4y2Ba,GYDF4y2Ba & δGYDF4y2Ba YGYDF4y2Ba =GYDF4y2Ba CGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba δGYDF4y2Ba xGYDF4y2Ba +GYDF4y2Ba DGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba δGYDF4y2Ba UGYDF4y2Ba,GYDF4y2Ba \\ A.GYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba =GYDF4y2Ba \frac{\partialGYDF4y2Ba FGYDF4y2Ba}{\partialGYDF4y2Ba xGYDF4y2Ba} (GYDF4y2Ba xGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba,GYDF4y2Ba UGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba & BGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba =GYDF4y2Ba \frac{\partialGYDF4y2Ba FGYDF4y2Ba}{\partialGYDF4y2Ba UGYDF4y2Ba} (GYDF4y2Ba xGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba,GYDF4y2Ba UGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba \\ CGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba =GYDF4y2Ba \frac{\partialGYDF4y2Ba GGYDF4y2Ba}{\partialGYDF4y2Ba xGYDF4y2Ba} (GYDF4y2Ba xGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba,GYDF4y2Ba UGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba & DGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba =GYDF4y2Ba \frac{\partialGYDF4y2Ba GGYDF4y2Ba}{\partialGYDF4y2Ba UGYDF4y2Ba} (GYDF4y2Ba xGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba,GYDF4y2Ba UGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba .GYDF4y2Ba \end{matrix}$

非线性动力学的连续线性近似称为线性参数变化（LPV）模型：GYDF4y2Ba

$\begin{array}{l} \frac{DGYDF4y2Ba xGYDF4y2Ba}{DGYDF4y2Ba TGYDF4y2Ba} =GYDF4y2Ba A.GYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba xGYDF4y2Ba +GYDF4y2Ba BGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba UGYDF4y2Ba \\ YGYDF4y2Ba =GYDF4y2Ba CGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba xGYDF4y2Ba +GYDF4y2Ba DGYDF4y2Ba (GYDF4y2Ba σGYDF4y2Ba)GYDF4y2Ba UGYDF4y2Ba .GYDF4y2Ba \end{array}$

LPV模型描述了线性化的电厂动态如何随时间、运行条件或任何其他调度变量而变化。例如，飞机的俯仰轴动力学可以用依赖于入射角的LPV模型来近似，GYDF4y2BaαGYDF4y2Ba，空气速度，GYDF4y2BavGYDF4y2Ba，以及海拔高度，GYDF4y2BaHGYDF4y2Ba.GYDF4y2Ba

在实践中，您可以将植物模型的连续统一体替换为一组有限的线性模型，这些线性模型是为合适的植物网格获得的GYDF4y2BaσGYDF4y2Ba这种替换相当于在操作范围内对LPV动态进行采样，并选择一组具有代表性的GYDF4y2BaσGYDF4y2Ba价值观，你的GYDF4y2Ba设计要点GYDF4y2Ba.GYDF4y2Ba

当设备动态在设计点之间平稳变化时，增益计划控制器产生最佳结果。GYDF4y2Ba

获得线性模型族GYDF4y2Ba

如果您没有此线性模型族，有几种方法可以获得它，包括：GYDF4y2Ba

如果你有Simulink模型万博1manbetx，GYDF4y2Ba在设计点对模型进行修剪和线性化GYDF4y2Ba.GYDF4y2Ba
将Simulink模型线性化万博1manbetxGYDF4y2Ba利用参数变化GYDF4y2Ba.GYDF4y2Ba
如果调度变量为时间，则在一系列时间点对模型进行线性化GYDF4y2Ba模拟快照GYDF4y2Ba.GYDF4y2Ba
如果有描述设备的非线性微分方程，请在设计点将其线性化。GYDF4y2Ba

对于调整增益计划，在获得线性模型族后，必须将其与GYDF4y2Ba单反调谐器GYDF4y2Ba接口来构建一系列可调闭环模型。为此，请使用块替换，如中所述GYDF4y2BaslTuner接口中的多个设计点GYDF4y2Ba.GYDF4y2Ba

通过在设计点线性化建立增益调度GYDF4y2Ba

打开脚本GYDF4y2Ba

本例显示了如何在一组设计点处对电厂模型进行线性化，以调整增益调度控制器。然后，本例使用得到的线性化模型来配置GYDF4y2Ba单反调谐器GYDF4y2Ba用于调整增益计划的接口。GYDF4y2Ba

打开GYDF4y2Barct_CSTRGYDF4y2Ba模型GYDF4y2Ba

mdl=GYDF4y2Ba“rct_CSTR”GYDF4y2Ba；开放式系统（mdl）GYDF4y2Ba

在这个模型中GYDF4y2Ba浓度控制器GYDF4y2Ba和GYDF4y2Ba温度控制器GYDF4y2Ba两者都取决于输出浓度GYDF4y2Ba铬GYDF4y2Ba。要设置该增益计划系统进行调谐，您需要在一组稳态工作点对设备进行线性化，这些稳态工作点对应于不同的计划参数值GYDF4y2Ba铬GYDF4y2Ba. 有时，在各种操作条件下，使用单独的设备模型进行微调和线性化是很方便的。例如，在这种情况下，获得这些线性化的最直接方法是使用单独的设备开环模型，GYDF4y2Barct_CSTR_OLGYDF4y2Ba.GYDF4y2Ba

mdl_OL=GYDF4y2Ba“rct_CSTR_OL”GYDF4y2Ba; 开放式系统（mdl）GYDF4y2Ba

在设计点修整设备GYDF4y2Ba

假设你想把这个工厂控制在GYDF4y2Ba铬GYDF4y2Ba价值来自GYDF4y2Ba4.GYDF4y2Ba到GYDF4y2Ba8.GYDF4y2Ba。修剪模型，以找到此范围内一组值的稳态工作点。这些值是用于调整的设计点。GYDF4y2Ba

Cr=（4:8）'；GYDF4y2Ba%浓度GYDF4y2Ba对于GYDF4y2Bak=1：长度（Cr）opspec=operspec（mdl_OL）；GYDF4y2Ba%设置所需的残留浓度GYDF4y2Baopspec.Outputs（1）.y=Cr（k）；opspec.Outputs（1）.Known=true；GYDF4y2Ba%计算平衡条件GYDF4y2Ba[op（k），报告（k）]=findop（mdl_OL，opspec，findop选项(GYDF4y2Ba“显示报告”GYDF4y2Ba,GYDF4y2Ba“关”GYDF4y2Ba));GYDF4y2Ba终止GYDF4y2Ba

人事处GYDF4y2Ba是一组稳态工作点。有关稳态工作点的更多信息，请参阅GYDF4y2Ba关于操作点GYDF4y2Ba.GYDF4y2Ba

在设计点处线性化GYDF4y2Ba

线性化的植物模型使用GYDF4y2Ba人事处GYDF4y2Ba返回LTI模型数组，每个模型在相应的设计点处线性化。GYDF4y2Ba

G=线性化（mdl_OL，GYDF4y2Ba“rct_CSTR_OL /装运箱”GYDF4y2Ba，op）；GYDF4y2Ba

创建GYDF4y2Ba单反调谐器GYDF4y2Ba块替换接口GYDF4y2Ba

调整控制系统GYDF4y2Barct_CSTRGYDF4y2Ba，创建一个GYDF4y2Ba单反调谐器GYDF4y2Ba在这些设计点对系统进行线性化的接口。使用块替换替换中的设备GYDF4y2Barct_CSTRGYDF4y2Ba采用线性化植物模型阵列GYDF4y2BaGGYDF4y2Ba.GYDF4y2Ba

blocksub。Name =GYDF4y2Ba“rct_CSTR/CSTR”GYDF4y2Ba；blocksub.Value=G；tunedblocks={GYDF4y2Ba“金伯利进程”GYDF4y2Ba,GYDF4y2Ba“基”GYDF4y2Ba}; ST0=slTuner（mdl、tunedblocks、blocksub）；GYDF4y2Ba

对于本例，只有GYDF4y2Ba浓度控制器GYDF4y2Ba被指定为调谐块。但总的来说,，GYDF4y2Ba调谐块GYDF4y2Ba列出要调整的所有块。GYDF4y2Ba

有关使用块替换配置块的详细信息，请参见GYDF4y2Ba单反调谐器GYDF4y2Ba用于增益计划控制器调整的接口，请参阅GYDF4y2BaslTuner接口中的多个设计点GYDF4y2Ba（控制系统工具箱）。GYDF4y2Ba

另一个示例说明了如何使用微调和线性化生成一系列线性模型，用于增益计划控制器调整，请参阅GYDF4y2BaHL-20机身的微调和线性化GYDF4y2Ba（控制系统工具箱）。GYDF4y2Ba

模拟快照时的示例系统GYDF4y2Ba

如果你是围绕参考轨迹控制系统(GYDF4y2BaxGYDF4y2Ba(GYDF4y2BaσGYDF4y2Ba),GYDF4y2BaUGYDF4y2Ba(GYDF4y2BaσGYDF4y2Ba))，使用快照线性化，在沿道路的不同点对系统进行采样GYDF4y2BaσGYDF4y2Ba轨迹。将此方法用于调度变量为时间的时变系统。GYDF4y2Ba

要在一组模拟快照处线性化系统，请使用正标量向量作为GYDF4y2Ba人事处GYDF4y2Ba的输入参数GYDF4y2Ba线性化GYDF4y2Ba,GYDF4y2BaslLinearizerGYDF4y2Ba或GYDF4y2Ba单反调谐器GYDF4y2Ba. 这些标量是将模型线性化的模拟时间。使用与系统可调曲面中的设计点相同的时间值集。GYDF4y2Ba

变参数值下的采样系统GYDF4y2Ba

如果调度变量是Simulink模型中的一个参数，则可以使用参数变量在参数网格上对控制系统进行采样万博1manbetxGYDF4y2Ba悬挂装置GYDF4y2Ba它包含两个参数，GYDF4y2BaKsGYDF4y2Ba和GYDF4y2Ba学士学位GYDF4y2Ba。这些参数在某些已知范围内都可能发生变化，模型中的控制器增益随这两个参数的变化而变化。GYDF4y2Ba

要设置这样的模型进行调优，请创建一个参数值网格。对于这个例子，让我们GYDF4y2BaKsGYDF4y2Ba从1到5不等，然后让GYDF4y2Ba学士学位GYDF4y2Ba从0.6到0.9不等。GYDF4y2Ba

Ks=1:5；Bs=[0.6:0.1:0.9]；[Ksgrid，Bsgrid]=ndgrid（Ks，Bs）；GYDF4y2Ba

这些值是采样和调整系统的设计点GYDF4y2Ba单反调谐器GYDF4y2Ba接口到模型，假设一个可调块GYDF4y2Ba查找表GYDF4y2Ba名为GYDF4y2BaKGYDF4y2Ba它模拟了参数相关的增益。GYDF4y2Ba

参数（1）=结构(GYDF4y2Ba“姓名”GYDF4y2Ba,GYDF4y2Ba“Ks”GYDF4y2Ba,GYDF4y2Ba“价值”GYDF4y2Ba，Ksgrid）；参数（2）=结构(GYDF4y2Ba“姓名”GYDF4y2Ba,GYDF4y2Ba“Bs”GYDF4y2Ba,GYDF4y2Ba“价值”GYDF4y2Ba，Bsgrid）；STO=单反调谐器(GYDF4y2Ba‘暂停’GYDF4y2Ba,GYDF4y2Ba“K”GYDF4y2Ba，参数）；GYDF4y2Ba

单反调谐器GYDF4y2Ba对模型进行采样GYDF4y2Ba（Ksgrid、Bsgrid）GYDF4y2Ba中指定的值GYDF4y2BaparamsGYDF4y2Ba.GYDF4y2Ba

接下来，使用相同的设计点创建可调增益曲面以进行参数化GYDF4y2BaKGYDF4y2Ba.GYDF4y2Ba

设计=结构(GYDF4y2Ba“Ks”GYDF4y2Ba，Ksgrid，GYDF4y2Ba“Bs”GYDF4y2Ba, Bsgrid);Bs shapefcn = @ (Ks) (Ks, Bs, Ks * Bs);K = tunableSurface (GYDF4y2Ba“K”GYDF4y2Ba1、设计shapefcn);setBlockParam (ST0GYDF4y2Ba“K”GYDF4y2Ba，K）；GYDF4y2Ba

参数化所有计划增益后，可以创建调整目标并使用GYDF4y2Ba系统GYDF4y2Ba.GYDF4y2Ba

在不需要的设计点消除样品GYDF4y2Ba

有时，采样网格包含表示不相关或非物理设计点的点。您可以完全从模型网格中删除这些设计点，这样它们就不会对任何调整或分析阶段产生影响。为此，请使用GYDF4y2Ba空隙模型GYDF4y2Ba，将模型数组中的指定模型替换为GYDF4y2Ba楠GYDF4y2Ba.GYDF4y2Ba空隙模型GYDF4y2Ba将模型数组中的指定模型替换为GYDF4y2Ba楠GYDF4y2Ba. 使用GYDF4y2Ba空隙模型GYDF4y2Ba让您的设计在几乎规则的设计点网格上进行。GYDF4y2Ba

还有其他工具用于控制哪些模型有助于设计和分析。例如，您可能希望：GYDF4y2Ba

在网格中保留一个模型用于分析，但在调优时排除它。GYDF4y2Ba
将模型保留在网格中进行调整，但将其从特定设计目标中排除。GYDF4y2Ba

有关详细信息，请参阅GYDF4y2Ba随着运行条件的变化而改变要求GYDF4y2Ba.GYDF4y2Ba

中国的LPV工厂GYDF4y2BaMATLABGYDF4y2Ba

在MATLAB中GYDF4y2Ba^®GYDF4y2Ba，您可以使用LTI工厂模型数组来表示以不同值采样的LPV系统GYDF4y2BaσGYDF4y2Ba。要将集合中的每个线性模型与基础设计点关联，请使用GYDF4y2Ba取样网格GYDF4y2BaLTI模型数组的属性GYDF4y2BaσGYDF4y2Ba. 获得这种数组的一种方法是创建一个参数化的广义状态空间(GYDF4y2Ba氏族GYDF4y2Ba)对系统进行建模，并对参数变化的模型进行采样以生成阵列。有关示例，请参见GYDF4y2Ba用采样可调模型研究参数变化GYDF4y2Ba（控制系统工具箱）。GYDF4y2Ba

另见GYDF4y2Ba

芬多普GYDF4y2Ba|GYDF4y2Ba单反调谐器GYDF4y2Ba|GYDF4y2Ba空隙模型GYDF4y2Ba

增益调度控制器整定的工厂模型GYDF4y2Ba

获得线性模型族GYDF4y2Ba

通过在设计点线性化建立增益调度GYDF4y2Ba

模拟快照时的示例系统GYDF4y2Ba

变参数值下的采样系统GYDF4y2Ba

在不需要的设计点消除样品GYDF4y2Ba

中国的LPV工厂GYDF4y2BaMATLABGYDF4y2Ba

另见GYDF4y2Ba

相关的话题GYDF4y2Ba

万博1manbetxSimulink控制设计文档GYDF4y2Ba

万博1manbetx

试试MATLAB、Sim万博1manbetxulink和其他产品s manbetx 845GYDF4y2Ba