控制系统工具箱

设计和分析控制系统

Control System Toolbox™提供用于系统分析、设计和优化线性控制系统的算法和应用程序。可以将系统指定为传递函数、状态空间、零极点增益或频率响应模型。应用程序和功能,如阶跃响应图和波德图,让您分析和可视化系统行为在时间和频率域。

您也可以使用互动技术,如波特回路整形,根轨迹方法调整补偿参数。该工具箱自动调谐两个SISO和MIMO补偿器,包括PID控制器。补偿器可以包括多个调谐块跨越多个反馈环。您可以调整增益调度控制器,并指定多个调整目标,如参考跟踪,抗干扰和稳定裕度。您可以通过验证的上升时间,过冲,稳定时间,增益和相位裕度等方面的要求验证你的设计。

线性模型

创建使用传递函数,状态空间,和其他表示您的控制系统的线性模型。模型离散化。简化模型通过减少它们的顺序。

传递函数和状态空间模型

创建使用传递函数或状态空间表示线性时不变系统模型。操纵PID控制器和频率响应数据。模型系统是SISO或MIMO,和连续的或离散的。通过串联,并联,或反馈连接的基本模型构建复杂的框图。

模型离散化

使用命令行函数或交互式实时编辑器任务重新采样动态系统模型,并在连续时间域和离散时间域之间转换模型。使用零阶保持器、双线性(Tustin)、零极点匹配和其他速率转换方法。

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模型降阶

使用Model reduce应用程序、实时编辑器任务或命令行函数以交互方式减少工厂或控制器模型的顺序,同时保持对应用程序很重要的动态。使用平衡截断、极点-零点简化或模式选择技术。

线性分析

可视化系统行为的时域和频域。计算系统特性如上升时间,过冲和稳定时间。分析系统的稳定性。

时域和频域分析

使用线性系统分析仪的应用程序来查看和使用阶跃响应,脉冲响应,博德,尼科尔斯,奈奎斯特,奇异值和零极点图跨多个模型进行比较的时间和频率响应。检查等特点,上升时间,稳定时间和最大过冲。

稳定性分析

计算增益裕度,相位裕度和交叉频率。检查极和动力系统图形和数字的零点位置。计算阻尼比,固有频率,和线性模型的极点的时间常数。

计算增益裕度,相位裕度和交叉频率。

被动和部门界限

计算线性定常系统的各种无源性度量。分析系统的无源性和任意的圆锥扇区界限。

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PID控制

使用自动和交互式调整工具调整PID控制器的增益。

PID调节

使用PID调优器应用程序、实时编辑器任务或命令行函数自动调整PID控制器增益,以平衡性能和健壮性。指定调优参数,如所需的响应时间和相位裕度。调整连续或离散PID控制器。

装置动态的互动估计

使用System Identification Toolbox™在PID Tuner应用程序中直接从测量的输入-输出数据创建工厂模型。或者,使用实时编辑器来识别植物动态并调整PID控制器。

2自由度PID控制

调整二自由度(2自由度)PID控制器。在不增加超调量的情况下,采用二自由度PID控制器代替一自由度PID控制器,可以获得较好的干扰抑制效果。

对2自由度PID控制器(实线)进行调优,并在PID Tuner应用程序中将其与1自由度PID控制器(虚线)进行比较

补偿器设计

交互设计和分析控制系统。

交互设计与根轨迹和波特图

使用控制系统设计的应用程序交互设计和分析SISO控制系统。图形调整公共控制组件,诸如PID的,超前/滞后网络,以及使用根轨迹,Bode图,和Nichols图表陷波滤波器。

闭环反应监测

利用阶跃响应,奈奎斯特,以及其他情节动态为你调你的控制器更新可视化闭环和开环反应。指定和评估时域和频域的设计要求,如上升时间,最大超调,增益裕度和相位裕度。

多回路设计

调整由多个SISO循环组成的控制器。依次关闭SISO循环,可视化循环交互,并迭代地调整每个循环以优化整体性能。

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自动调优

自动调整控制系统,以满足高层次的设计要求。

SISO和MIMO循环

使用控制系统优化程序或命令行功能模型和调SISO或MIMO控制系统结构简单的可调谐元件,例如增益,PID控制器,或低阶滤波器。联合调几个循环的多环控制系统。

时域和频域的目标

指定和可视化调优需求,如跟踪性能、干扰抑制、噪声放大、闭环极点位置和稳定裕度。自动调整控制器参数以满足必须的需求(设计约束),并最好地满足其余的需求(目标)。

调整针对一组植物模型

设计一个控制器,其稳健的植物动力学由于参数变化,在操作条件变化,以及传感器或致动器故障的变化。

设计一种对植物参数变化具有鲁棒性的控制器。

增益调度

设计和调整增益定于非线性或时变系统控制器。

Simulink中的增益调度控制器万博1manbetx

在Simulink模型增益调度控制系统万博1manbetx®使用块,诸如变PID控制器,变传递函数,变陷波滤波器,并且变低通滤波器。

库在Simulink模型的增益调度控制器。万博1manbetx

获得表面调优

自动调增益表面系数,以满足性能要求整个系统的运行范围,实现工作点之间的平滑过渡。指定以经营条件变化的要求。验证调优的结果设计的整个工作范围内。

状态估计和LQG设计

使用状态空间控制设计方法,如LQG/LQR和极点配置算法。设计观察者,包括线性和非线性卡尔曼滤波器。

LQR / LQG和极点

设计连续和离散线性二次调节器(LQR)和线性二次高斯(LQG)控制器。计算反馈增益矩阵来代替闭环极点在期望的位置。

卡尔曼滤波器

设计并模拟线性稳态和时变卡尔曼滤波器。使用MATLAB编码器™和Simulink编码器™为这些过滤器生成C/ c++代码。万博1manbetx

非线性状态估值

使用扩展卡尔曼滤波器,无味卡尔曼滤波器,或颗粒过滤器在MATLAB非线性系统的估计状态®和Sim万博1manbetxulink。生成C / C ++使用MATLAB编码器和Simulink编码器这些过滤器的代码。万博1manbetx

在Simulink控制设计万博1manbetx

分析和调整在Simulink中建模的控制系统。万博1manbetx

线性分析

使用Simulink Control Design™中的线性分析万博1manbetx工具对Simulink模型进行线性化。使用阶跃响应、脉冲响应、波德、尼克尔斯、奈奎斯特、奇异值和零极点图计算线性化模型的时间和频率响应。

补偿器设计

使用Simulink控件设计在Simulink中以图形方式调优SISO反馈循环。万博1manbetx使用交互式Bode、根轨迹和Nichols图形编辑器设计控制器,用于添加、修改和删除控制器极点、零点和增益。

补偿器的调优

在Simulink中自动调整PID控制器的增益。万博1manbetx使用Simulink控件设计中的控制系统调优应用程序或命令行工具来自动调整分布在Simulink中任意数量的反馈循环万博1manbetx中的控制元素的增益和动态。

最新功能

现场编辑任务

交互式地执行模型转换和控制设计任务,并在活动脚本中生成MATLAB代码

看到发布说明对任何这些特征和对应的功能的详细说明。