这个例子展示了如何使用模型线性化电路批量线性化Simulink金宝app®模型。改变模型参数值,从模型中获得多个开环和闭环传递函数。
的scdcascade
本例中使用的模型包含一对级联反馈控制回路。每个回路包括一个PI控制器。工厂模型,G1(外环)和G2(内循环),是LTI模型。在本例中,使用模型线性化电路改变PI控制器参数,分析内环和外环动力学。
在MATLAB®命令行,打开Simulink模型。金宝app
mdl =“scdcascade”;open_system (mdl)
打开模型线性化电路,在Simulin金宝appk模型窗口中应用程序画廊,点击模型线性化电路.
为了分析内环的行为,非常考虑内环PI控制器的增益,C2
.正如你可以通过检查控制器块看到的,比例增益是变量Kp2
,积分增益为Ki2
.为每个增益的两个不同值检查内环的性能。
在参数的变化下拉列表中,单击选择要改变的参数
.
的参数的变化选项卡打开。点击管理参数.
在“选择模型变量”对话框中,检查要更改的参数,Ki2
和Kp2
.
选中的变量显示在参数的变化表格表中的每一列对应于一个选定的变量。表格中的每一行代表一个(Ki2 Kp2)
要线性化的对。这些参数-值组合被调用参数样本.线性化时,模型线性化电路根据表中的参数样本或行,计算尽可能多的线性模型。
指定将模型线性化的参数样本。对于本例,指定四个(Ki2 Kp2)
对,(Ki2 Kp2)
=(3.5,1),(3.5,2),(5,1),和(5,2)。在表中手工输入这些值。为此,请在表中选择一行。然后,选择插入行>下面插入一行两次。
编辑表中的值以指定这四个值(Ki2 Kp2)
对。
提示
有关参数值的详细信息,请参见为批量线性化指定参数样本
为了分析内环性能,从内环输入中提取传递函数u1
到工厂内部的输出y2
,计算时外环打开。要指定此I/O进行线性化,请在线性分析选项卡,分析I / o下拉列表中,选择创建新的线性化I/ o
.
通过创建方式指定I/O集:
输入微扰点为u1
输出测量点在y2
循环中断e1
输入I/O设置的名称InnerLoop
在变量名字段的创建线性化I/O设置对话框。对话框的配置如下所示。
提示
有关指定线性化I/ o的更多信息,请参见指定要线性化的模型部分.
点击好吧.
现在您已经为内环指定了参数变化和分析I/O设置,将模型线性化并检查阶跃响应图。点击一步.
模型线性化电路在参数变化表中指定的每个参数样本上线性化模型。一个新的变量,linsys1
,显示在数据浏览器的线性分析工作区部分。这个变量是状态空间的数组(党卫军
)模型,每个模型一个(Ki2 Kp2)
对。图中显示了所有条目的阶跃响应linsys1
.这个图可以让你了解在参数网格所覆盖的操作范围内系统的阶跃响应的范围。
对外环控制器的变化值进行级联控制系统的整体性能检验,C1
.为此,改变系数Ki1
和Kp1
,同时保持Ki2
和Kp2
修正了模型中指定的值。
在参数的变化选项卡上,单击管理参数.清除Ki2
和Kp2
复选框,检查Ki1
和Kp1
.点击好吧.
使用模型线性化电路自动生成参数值。点击生成值.在值列时,输入表达式,指定每个参数的可能值。例如,不同Kp1
和Ki1
通过输入如图所示的表达式,可以得到其标称值的±50%。
的所有的组合网格化方法生成完整的参数网格(Kp1 Ki1)
,以在指定值的所有可能组合上计算线性化。点击覆盖以将参数变量表中的所有值替换为生成的值。
因为您想要检查整个系统的闭环传递函数,所以创建一个新的线性化I/O集。在线性分析选项卡,分析I / o下拉列表中,选择创建新的线性化I/ o
.配置r
作为输入摄动点,与系统输出y1m
作为输出测量。点击好吧.
线性化模型与参数变化,并检查产生的模型的阶跃响应。点击一步为了线性化并生成新的模型数组,linsys2
.
步骤图显示了数组中每个模型的响应。这个图可以让你了解在参数网格所覆盖的操作范围内系统的阶跃响应的范围。
请注意
尽管新的情节反映了一系列新的参数变化,图1步
和linsys1
是不变的。该图和阵列仍然反映了随内环参数变化而得到的线性化。
这两个批处理线性化的结果,linsys1
和linsys2
,是状态空间数组(党卫军
)模型。使用这些数组以以下任何方式进行进一步的分析:
创建额外的分析图,如波德图或脉冲响应图,如使用模型线性化响应图分析结果.
在分析图中检查个人的反应,如在模型线性化器中分析批量线性化结果.
将数组从线性分析工作区拖到MATLAB工作区。
然后,您可以使用Control System Toolbox™控件设计工具,例如线性系统分析仪应用程序,分析线性化结果。或者,使用控制系统工具箱控件设计工具,如pidtune
或控制系统设计,为线性化系统设计控制器。
也看到验证批量线性化结果在MATLAB工作空间中验证线性化结果的信息。