实时频率响应估计

频率响应描述了系统的稳态响应正弦输入信号。如果系统是线性的G(年代),输出信号是一个正弦波的频率有不同的大小和相位变化。一个频率响应数据(的朋友)模型,频率响应信息存储在多个频率是有用的植物动力学分析等任务,验证线性化的结果,设计一个控制系统,和估计参数模型。

有不同的方法来获取一个的朋友模型仿真软件环境。金宝app最常见的方法是线性化模型建模和计算直接得到状态空间系统的频率响应。金宝app当不能线性化的模型金宝app模型,您可以使用frestimate命令或使用模型线性化电路应用程序运行模拟一些扰动信号。离线之后,植物频率响应估计基于收集到的实验数据。这种方法被称为离线估计。

这个例子显示了一个选择在线评估方法使用频率响应估计块是进行一个实验在模拟和估计的频率响应。尽管这个示例使用植物建模仿真软件,如果你没有一种植物模型在仿真软件中,您可以部署目标系统上的金宝app块和执行频率响应估计实时物理设施。有关更多信息,请参见在线频率响应估计基础知识。

非线性植物模型

这个例子使用一个稳定的非线性输出装置。工厂有两个州。削减模型找到一个初始稳态操作点的工厂产出为零。

plantMDL =“scdfrePlant”;y0 = 0;op = operspec (plantMDL);op.Outputs。知道= true;op.Outputs。y = y0;选择= findopOptions (“DisplayReport”,“关闭”);[op_point, op_report] = findop (plantMDL、人事处、期权);x0 = [op_report.States(1)方式;op_report.States(2)方式);y0 = op_report.Outputs.y;情况= op_report.Inputs.u;

这个例子的目标是获取植物频率响应从0.1 rad / s 10 rad / s两个稳态操作点,工厂产出输出= -0.5 = 0.5和植物。使植物对这些操作点,设计一个离散PID控制器在初始操作点。使用一个控制器样品0.01秒的时间和一个开环的带宽是20 rad / s。

t = 0.01;G0 =汇集(线性化(plantMDL op_point) Ts);c = pidtune (G0“pidf”,20);

在线评估使用Sinestream模式

该模型scdfreSinestream包括工厂使用控制器的PID控制回路c。它还包含在频率响应估计的块控制动作+微扰输出配置。在这种配置,您插入块控制器和植物之间的控制回路。

mdls =“scdfreSinestream”;open_system (mdls等);

您可以使用启动/停止信号,启动和停止在线评估实验。块闲置时,控制信号通过块没有任何改变。

在实验中,当实验模式是Sinestream正弦信号注入,阻止工厂一个又一个的频率,从最低到最高。相比叠加模式下,sinestream实验较少的干扰,而且更加准确。然而,它需要更长的时间进行实验。

在本例中,您可以获得一个精确的模型的线性化。因此,您可以使用它作为基准块,让你直接比较评估结果在运行时使用这个“真相”。块被配置为使用一个模型G1波特图的基线生成。找到一个稳态操作点的工厂产量是0.5,和线性化操作获得G1。

op.Outputs。y = 0.5;op_point = findop (plantMDL、人事处、期权);G1 =汇集(线性化(plantMDL op_point) Ts);

实验开始后10秒PID控制器使植物新操作点(y = 0.5)。实验开始后,PID控制器试图拒绝注入的正弦波,有效负载扰动。因此控制器确保植物不会太远从名义在实验操作点,并减少植物非线性对估计结果的影响。模拟模型在波德图,观察实验期间如何估计反应的发展。评估的结果与基线很好。

sim (mdls等);无花果= gcf;持有在;

在线评估使用叠加模式

打开另一个模型,scdfreeSuperposition。在这个模型中,频率响应估计块配置扰动只输出。在这个配置中,你的位置可以阻止外部的控制回路。块闲置时,扰动信号进入和块0,因此,循环不受影响。

mdlSP =“scdfreSuperposition”;open_system (mdlSP);

这个模型有相同的植物和控制器。然而,频率响应估计块在这个模型中配置为使用叠加实验模式。在这种模式下,所有的正弦波都加在一起,注入植物在同一时间。与sinestream实验相比,叠加实验必须更快(特别是当你瞄准低频率)。

找到一个稳态操作点与植物产量为-0.5。线性化工厂找到一个基线反应在这个操作点,G2。频率响应估计块被配置为使用这个基线生成波德图。

op.Outputs。y = -0.5;op_point = findop (plantMDL、人事处、期权);G2 =汇集(线性化(plantMDL op_point) Ts);

实验开始后10秒PID控制器使植物新操作点(y = -0.5)。注意,建议实验长度是377秒,比1738秒短用于sinestream实验。模拟模型,观察在波德图的进度估计。

sim (mdlSP);figSP = gcf;持有在;

离线估计使用记录实验数据

频率响应估计块有一个数据外港,允许您从仿真或实时记录实验数据。你可以离线数据集的过程frestimate命令来生成一个的朋友对象。

20 w = logspace (1, 1);

比较在线和离线估计结果sinestream实验。

G1frd = frestimate(数据、w、“rad / s”);图(无花果);甘氨胆酸bodeplot (G1frd w,“o”);传奇(“真相”,“在线”,“离线”)

比较在线和离线估计的结果叠加实验。

G2frd = frestimate (dataSP w,“rad / s”);图(figSP);甘氨胆酸bodeplot (G2frd w,“o”);传奇(“真相”,“在线”,“离线”)

更多信息关于使用实验数据离线评估,明白了收集频率响应实验数据离线估计。