模型线性化的故障诊断结果

这个例子演示了如何使用线性化顾问调试一个钟摆模型的线性化线性化模型

设置模型

打开Simulin万博1manbetxk模型。

mdl =“scdpendulum”;open_system(MDL)

用于摆角的初始条件为90度从0度的直立不稳定平衡逆时针。对于摆角速度的初始条件是0度/秒。额定转矩保持这种状态是-49.05 n×m个。这种配置被保存为模型的初始条件。

开放模型线性化器和线性化模型

打开线性化模型,在Simulin万博1manbetxk模型窗口中,对应用程序选项卡上,单击线性化模型

在模型初始条件下对模型进行线性化线性化模型,在线性分析选项卡上,单击预兆

该软件线性化模型,并绘制它的频率响应。

从波德图可以看出,系统线性化为零,因此扭矩对角度和角速度没有影响。您可以使用Linearization Advisor探究为什么会出现这种情况。

线性化模型,启用Advisor工具

为了relinearize模型,并生成一个顾问,选择线性顾问,然后单击波特图1

软件线性化模型,创建linsys2_advisor文档,并打开顾问标签。

强调线性化路径

来显示当前线性化的线性化路径顾问选项卡上,单击强调线性化路径。在线性路径对话框,该块强调:

  • 蓝数值影响模型的线性化。

  • 红色为线性化路径,但不影响当前操作点和块参数的模型线性化。

为了方便起见,只摆子系统下方的块被示出。

在这种情况下,由于模型线性化为零,所以没有任何块对线性化有贡献。

使用Advisor工具调查潜在的问题块

linsys2_advisor文档显示了一个表,其中列出了可能对线性化有问题的块。

要查看有关特定块线性化的更多信息,请在表的相应行中单击区块信息

在这种情况下,三个块由顾问,一饱和度块和两个三角函数块报道。第一调查饱和块,因为它具有诊断。要做到这一点,该表的第一行中,单击区块信息

存在针对饱和度块中的两个的诊断消息。所述第一消息指示所述块进行线性化的其饱和下限外-49,由于输入操作点-49.05。该消息还声明,该块可以线性化为一个增益,该增益将使块线性化为1不管输入操作点是什么。为此,首先单击鼠标线性化块作为增益,其中突出在块对话框中的相应参数。然后,选择线性化时把它当作增益参数。

第二条消息表明,这个块的线性化会导致模型线性化为0。如线性化部分,该块被线性化到零。因此,修改的块的线性化是朝向获得一个非零模型线性化的第一步。

Relinearize模型

将饱和块设置为增益后,重新对模型进行校正。现在,忽略两个三角函数块的诊断。

为了relinearize模型,对线性分析选项卡上,单击波特图1。的波特图1文档更新,显示的非零响应linsys3

在相应的linsys_advisor3文件中,饱和度块不再列出。然而,这两个三角函数块仍显示。

突出线性化路径。

大多数块现在都有助于模型线性化,除了通过上市三角函数块去的路径。

要理解为什么这些块不是线性贡献,导航到从块linsys3_advisor文献。例如,单击区块信息在表的第二行。

对于这个三角函数块,线性化为0,输入操作点为\π/ 2 = 1.5708美元

您可以通过分析采取的一阶导数找到块的线性化函数相对于输入:

$$ frac{\partial}{\partial u} \sin(u) = \cos(u)$$

因此,当取值为$ U = \ PI / 2 $块的线性化是零。输入源是二阶积分器的第一个输出,它取决于状态θ。因此,该块将线性到零,如果$\theta = \pi/2 + k\pi$,其中k美元是一个整数。同样的条件也适用于angle_wrap子系统中的其他三角函数。

如果预期这些块不会线性化为零,则可以修改操作点状态θ和relinearize模型。

运行预建顾问查询

线性化顾问提供用于过滤块诊断的一组预置的查询。例如,线性化的建议查询是默认的查询运行首次创建并包括路径上的块的顾问时:

  • 有关于该块线性诊断消息。

  • 线性化为零。

  • 有取代线性化。

要在运行不同的预建的查询,顾问选项卡,在查询画廊,点击查询。例如,单击路径上没有I/O对

该查询将返回与具有不能由任何输入信道,或具有任何输出通道没有影响输入通道到达输出信道线性化块。例如,在表中的第二块被配置为三角函数块ATAN2。此块的第一个输入无法到达唯一的输出。

创建并运行自定义查询

线性化顾问还提供了一个查询生成器来创建自定义查询。您可以使用这些查询来找到你的模型中符合特定条件的块。例如,要查找的数值扰动所有SISO块,首先打开查询生成器。要做到这一点,就顾问选项卡上,单击新的查询

在查询生成器对话框:

  1. 指定查询名称作为sisopert

  2. 在下拉列表中选择有“纽约“输出”,并指定1在里面输出框。

  3. 另一个组件添加到查询,请点击添加到查询

  4. 在第二个下拉列表中,选择有“ν”输入“,并指定1在里面输入框。

  5. 点击添加到查询

  6. 在第三个下拉列表中,选择摄动

点击运行查询

linsys3_advisor文件显示符合指定的查询条件的块,并且sisopert将查询添加到查询画廊。

要删除sisopert查询时,顾问选项卡上,单击删除查询,并选择sisopert

导出Advisor工具并生成MATLAB脚本

您也可以调试使用线性顾问命令行功能模型线性化。要导出顾问对象到MATLAB工作区,点击出口。然后,在出口顾问对话框中,选择一个或多个顾问出口。例如,选择linsys3_advisor

点击出口

或者,您可以生成一个MATLAB脚本,该脚本自动进行线性化、提取advisor工具、生成自定义查询和运行查询。要生成此脚本,请单击出口拆分按钮,然后选择生成脚本

bdclose(MDL)

另请参阅

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