控制系统的开环响应是被控对象和控制器的联合响应,不包括反馈回路的影响。例如,下面的框图显示了一个单回路控制系统。
如果控制器,C(年代)和植物,P(年代)时,对应的开环传递函数为C(年代)P(年代).
为了消除反馈回路的影响,在不手动断开信号线的情况下插入一个回路打开分析点。手动去除非线性模型的反馈信号会改变模型的工作点,并产生不同的线性化模型。有关更多信息,请参见软件如何处理环路开口.
如果您没有插入一个循环开口,那么得到的线性模型将包含反馈循环的效果。
要为本示例指定循环打开位置,可以使用以下任意一个分析点。
分析点 | 描述 | 来计算C(年代)P(年代) |
---|---|---|
开环输入 | 指定在输入扰动后打开的循环。 | 在控制器的输入处指定一个开环输入,在设备的输出处指定一个输出测量。 |
开环输出 | 指定后跟循环中断的输出度量值。 | 在被控对象的输出处指定开环输出,在控制器的输入处指定输入扰动。 |
对于某些系统,您不能将环路开口指定在与线性化输入或输出点相同的位置。例如,要在下列系统中打开外回路,使用回路中断分析点在反馈路径中添加一个回路开环点.因此,只有蓝色块在线性化路径上。
将环路开口放置在与输入或输出信号相同的位置也可以从线性化结果中去除内环的影响。
您可以在Simulink中直接指定分析点金宝app®模型,在模型线性化电路,或在命令行。有关不同类型的分析点以及如何定义它们的更多信息,请参见指定要线性化的模型部分.
这个例子说明了如何在不受反馈信号影响的情况下计算控制器-被控对象组合系统的线性模型。您可以使用Bode图等方法分析得到的线性模型。
打开仿真软金宝app件模型。
sys =“watertank”;open_system(系统)
的水箱系统块代表控制系统中的被控对象,并包含系统的所有非线性。
在Simuli金宝appnk模型窗口中,指定要线性化的模型部分。对于本例,使用开环输出分析点指定环路开口。
打开线性化选项卡。要做到这一点,就在应用程序画廊,点击线性化管理.
要指定信号的分析点,请单击模型中的信号。然后,在线性化选项卡,插入分析点图库,选择分析点的类型。
配置设备的输入信号PID控制器块作为一个输入扰动.
配置设备的输出信号水箱系统块作为一个开环输出.
在模型中会出现注释,指出哪些信号被指定为分析点。
提示
如果您不想对Simulink模型进行更改,您可以在金宝app模型线性化电路.有关更多信息,请参见在模型线性化器中指定要线性化的模型部分.
打开模型线性化电路的模型。在Simuli金宝appnk模型窗口中应用程序画廊,点击模型线性化电路.
默认情况下,您在模型中指定的分析点将被选择用于线性化,如分析I / o下拉列表。
要使用指定的分析点对模型进行线性化并生成线性化模型的Bode图,请单击波德.
默认情况下,模型线性化电路在模型初始条件下对模型进行线性化,如操作点下拉列表。有关在不同工作点线性化模型的示例,请参见在裁剪工作点线性化和在模拟快照时线性化.
提示
要生成非Bode图的响应类型,请单击图库中的相应按钮。
要查看模型的最小稳定裕度,右键单击Bode图,并选择特征>最低稳定利润.
波德图显示相位裕度标记。若要显示包含相位裕度值的数据提示,请单击标记。
对于这个系统,在0.4 rad/s的交叉频率下,相位裕度为90度。
这个例子说明了如何在不受反馈信号影响的情况下计算控制器-被控对象组合系统的线性模型。您可以使用Bode图等方法分析得到的线性模型。
打开仿真软金宝app件模型。
sys =“watertank”;open_system(系统)
属性创建分析点数组,指定要线性化的模型部分linio
命令:
开环输入点位于PID控制器块的输入处。这个信号起源于Sum1块的输出。
在水箱系统块的输出处进行输出测量。
io (1) = linio (“watertank / Sum1”,1,“openinput”);io (2) = linio (“watertank /水箱系统”,1,“输出”);
开环输入分析点包括一个环路开环,它中断信号流并消除反馈环路的影响。
属性在默认模型工作点线性化模型线性化
命令。
linsys =线性化(sys、io);
linsys
为系统的线性化开环传递函数。您现在可以分析响应,例如,绘制它的频率响应,并查看增益和相位裕度。
保证金(linsys)
对于该系统,在0.4 rad/s的交叉频率下,增益裕度为无限,相位裕度为90度。