从系列中:状态空间模型
斯里拉姆·纳拉亚南,MathWorks
使用MATLAB创建和分析状态空间模型®控制系统工具箱™. 状态空间模型通常用于表示线性时不变(LTI)系统。
本视频演示了如何:
在此视频中,我们将看到如何在Matlab和Control系统工具箱中创建,操作和分析基于状态的系统。让我们建立一个DC电机的状态空间模型,其中施加的电压V是输入,轴速ω是输出,电流,I和轴速,欧米茄是两种状态。电机参数已经在基础工作空间中定义。所以让我们开始通过构建基于州的矩阵。
现在,我们在状态空间矩阵上使用SS命令来创建电机的状态空间模型。现在我们已经开发了电机的状态空间模型,让我们添加一个电压放大器,它由以下一阶传递函数表示,用于放大输入电压。该放大器提供5的稳态电压增益和每秒1000弧度的带宽。
现在我们设计了一个电压放大器,让我们通过使用星式操作员组合电机和放大器来创建我们的整体工厂模型。这将显示如何控制系统工具箱,我们可以轻松地组合和转换具有不同表示的模型,如状态空间和传输功能。例如,这两种模型的组合导致三阶状态空间模型。
现在我们已经开发了我们的工厂模型,让我们通过使用拉函数计算工厂的极点或特征值来分析工厂的稳定性,拉函数返回负实值,表示工厂稳定。我们也可以用is稳定函数来分析稳定性,而不是用极点函数来计算极点。如果系统稳定,此函数返回逻辑值;如果系统不稳定,则返回零。
既然我们已经确定了我们的设备是稳定的,那么让我们使用阶跃函数来分析单位阶跃电压的阶跃响应。从瞬态系统特性来看,系统上升需要一秒多一点的时间,稳定需要两秒多一点的时间。现在我们已经了解了如何创建、操作和分析sta在本系列关于状态空间系统的下一个视频中,我们将为我们的工厂设计一个完整的状态反馈控制器,以展示如何在控制设计中使用状态空间模型。视频到此结束。
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