介绍

Simulink中的图形用户界面是对控制系统进行建模和仿真的自然金宝app环境。使用Simulink控制设计中的线性化功能和鲁棒控制工具箱中的不确定性元素，可以指定Simulink模型中特定块的不确定性，然后提取不确定性线性化模型。

在本例中，在存在不确定性的情况下检查PID控制器的性能。有两种方法可用于计算不确定系统的线性化。每种方法都是为了满足在Simulink中工作时的不同需要而设计的。这些方法在以下章节中进行了总结。金宝app

方法#1：使用不确定状态空间块

当您已经在Simulink中使用不确定状态空间块作为控制系统设计过程的一部分时，第一种方法最适用金宝appSimulink中的鲁棒性分析金宝app，鲁棒控制工具箱中的不确定状态空间块可用于指定Simulink模型中的不确定性。金宝app

在以下示例中，设备和传感器动态都是不确定的。设备动态的不确定性包括：

unc_极点=ureal(“unc_pole”,-5,“范围”,[-10 -4]); 设备=不锈钢（unc_杆，5,1,0）；wt=制造重量（0.25130,2.5）；输入_unc=ultidyn(“输入_unc”,[1 1]);

不确定传感器动力学定义为：

传感器_极=ureal(“传感器极”,-20,“范围”，[-30-10]）；传感器=tf（1，[1/（-sensor_-pole）1]）；

这个rct________uss模型使用不确定状态空间块（以蓝色突出显示）对该不确定性进行建模：

mdl=“rct\u ulinearize\u uss”; 开放式系统(“rct\u ulinearize\u uss”)

该Simu金宝applink模型可用于计算不确定线性化。线性模型在参考试块处有一个输入rct\u u u u u u u uss/Reference以及工厂的产量rct________uss/不确定工厂. 这些线性化输入和输出点使用Simulink控制设计指定。使用以下命令找到线性化点：金宝app

io=getlinio（mdl）；

使用命令计算不确定线性化铀化。此命令返回依赖于不确定变量的不确定状态空间（USS）对象输入法,感应极和unc_极:

sys\u ulinearize=ulinearize（mdl，io）

sys_ulinearize=具有1个输出、1个输入、5个状态的不确定连续时间状态空间模型。模型不确定性包括以下模块：输入：不确定1x1 LTI，峰值增益=1，1次出现传感器_极点：不确定实值，标称=-20，范围=[-30，-10]，1次出现unc极点：不确定实值，标称=-5，范围=[-10，-4]，1输入“sys_ulinearize.NominalValue”查看标称值，“get（sys_ulinearize）”查看所有属性，以及“sys_ulinearize.uncertability”与不确定元素交互。

第一种方法到此结束。关闭Simulink模型：金宝app

bdclose（mdl）

方法2：使用内置Simulink块金宝app

第二种方法使用Simulink控制设计用户界面的块线性化规金宝app范来指定线性化的不确定性。Simulink控制设计中的块线性化规范功能允许用增益、LTI对象或鲁棒控制变量替换任何Simulink块。这种方法最适合于处理不使用不确定状态空间块的模型。这种方法的主要优点是，不确定性的规范不会影响Simulink中的任何其他操作，例如模拟。

仅使用内置Simulink块的原始模型的修改版本如下所示。金宝app

mdl=“rct\u ulineralize\u内置”; 开放式系统（mdl）；

通过右键单击rct建筑/工厂的专业化阻止并选择菜单项线性分析->指定线性化，可以指定此块应线性化为的值。如果输入表达式设备*（1+wt*输入）在如下所示的对话框中，“Plant”块将线性化为相应的不确定状态空间模型（USS对象）。

类似地，可以指定不确定模型传感器作为块的线性化rct\u u u线性化\u内置/传感器增益.

现在可以线性化了rct_u-ulineralize_内置使用Simulink金宝app控制设计命令线性化:

io=getlinio（mdl）；系统线性化=线性化（mdl，io）

sys_线性化=具有1个输出、1个输入、5个状态的不确定连续时间状态空间模型。模型不确定性由以下模块组成：输入：不确定1x1 LTI，峰值增益=1，1次出现传感器极：不确定实数，标称值=-20，范围=[-30，-10]，1次出现unc极：不确定实数，标称值=-5，范围=[-10，-4]，1次出现类型“sys_linearize.NominalValue”查看标称值，“get（sys_linearize）”查看所有属性，并“系统线性化.不确定性”与不确定性元素交互。

由此产生的模型是一个不确定状态空间（USS）模型，相当于使用第一种方法计算的不确定线性化。

利用不确定线性化结果

两种线性化方法都产生了一个不确定状态空间（USS）对象，可以使用标准鲁棒控制工具箱命令对其进行分析。在本例中，该USS模型用于寻找线性化闭环响应的最坏情况增益。

[maxg，worstun]=wcgain（系统线性化）；

由此产生的不确定变量的最坏情况值可用于与标称响应进行比较。该比较表明PID性能对设备和传感器的不确定性不具有鲁棒性。

sys_最差=usubs（sys_线性化，worstun）；步骤（系统线性化。标称值，系统最差）图例(“名义上的”,“最坏情况”);

这个例子到此结束。关闭Simulink模型：金宝app

bdclose（mdl）；