定义直流伺服电机模型

的mpcmotormodel函数返回所需的植物模型的例子。线性开环动态模型中定义植物。的变量τ是最大的容许扭矩,这是作为一个输出约束。

(植物、τ)= mpcmotormodel;

显示基本的植物特征。

大小(植物)潮湿(植物)

2输出,状态空间模型1的输入和4。极点频率衰减时间常数(rad /秒)(8.23秒)e-16 -1.00 e + 00 8.23 e-16 -1.22 e + 15 -7.05 e-01 + 7.31 e + 00我9.59 e-02 7.35 -7.05 1.42 e + e + 00 00 e-01 - 7.31 e + 00我9.59 e-02 7.35 e + 00 1.42 1.00 -9.79 e + e + 00 00 e-01 1.02 9.79 e + e + 00 00

设备控制输入直流电压,四个状态变量的角位置和速度负载和电机轴。可测输出的角位置是负载。第二个输出扭矩,没有可衡量的。有关更多信息,请参见设计MPC控制器位置伺服机构。

指定输入和输出信号类型MPC控制器。

植物= setmpcsignals(植物,“MV”,1“莫”,1“UO”2);

指定MV约束

被操纵的变量是+ / - 220伏之间的限制。由于植物输入和输出不同的数量级,您还可以使用规模因素促进MPC调优。典型的选择比例因子上/下限或操作范围。

MV =结构(“最小值”,-220,“马克斯”,220,“ScaleFactor”,440);

指定OV约束

转矩限制+ |τ| - |τ|只在第一个三个预测步骤实施。还指定一个比例因子对输出(负载角和扭矩)。

OV =结构(“最小值”,{负无穷变化,τ,τ;τ;负)},…“马克斯”,{正无穷,τ;τ,τ;正]},…“ScaleFactor”,{2π* 2 *τ});

指定优化权重

控制的任务是得到零跟踪角位置的偏移量。因为你只有一个操纵变量,允许轴扭矩漂浮在其约束通过设置它的重量为零。

重量=结构(“MV”0,“MVRate”,0.1,机汇的,0.1 [0]);

创建MPC控制器

创建一个MPC控制器样品时间Ts,预测地平线10步骤,和控制的地平线2步骤。

t = 0.1;mpcobj = mpc(植物、t、10、2、重量、MV, OV);

计算闭环直流增益矩阵

计算稳态输出灵敏度的闭环。零值意味着测量装置的输出可以跟踪所需的输出参考定位点。

cloffset (mpcobj)

- - >将模型转换为离散时间。假设没有干扰测量输出通道# 1。- - >”模型。噪音”属性是空的。假设白噪声在每个测量输出。ans = 0

模拟控制器使用sim卡函数

使用sim卡函数来模拟闭环控制的线性模型在MATLAB。

disp (“现在名义闭环模拟行为”);Tstop = 8;%秒Tf =圆(Tstop / Ts);%模拟迭代r =[π* 1 (Tf, 1) 0 (Tf, 1)];%的参考信号(y1, t1, u1) = sim (mpcobj, Tf, r);

现在模拟标称闭环的行为

阴谋的结果。

次要情节(1,1)楼梯(t1, y1 (: 1))在楼梯(t1, r (: 1))从标题(角位置的次要情节(3、1、2)楼梯(t1, y1(:, 2))标题(“扭矩”次要情节(3,1,3)楼梯(t1, u1)标题(“电压”)

使用仿真软件模拟金宝app

在仿真软件模拟闭环。金宝appMPC控制器配置为使用mpcobj作为控制器。

mdl =“mpc_motor”;open_system (mdl) sim (mdl)

闭环反应是相同的MATLAB仿真结果。

引用

[1]a Bemporad和e·莫斯卡”,实现硬约束的不确定线性系统通过引用管理”自动化,34卷,不。4、451 - 461年,1998页。

bdclose (mdl)