在本例中,您将学习如何使用控制系统调谐器应用程序为在Simulink®中建模的非线性工厂设计控制器。金宝app您需要完成以下任务:
配置模型和应用程序进行补偿器调优
使用基于无源性的设计调整一阶补偿器
模拟闭环非线性响应。
watertank_comp_design模型,如下图所示,模拟了一个反馈回路,用于调节水箱中的水位。控制器块包含待调优的一阶补偿器。
mdl =“cst_watertank_comp_design”;open_system (mdl)
水箱子系统对水箱动力学进行建模。水从顶部进入水箱的速率与施加在泵上的电压V成正比。水从水箱底部的开口流出的速率与水箱中水的高度H的平方根成正比。水流速率的平方根的存在使植物非线性。
水流的非线性模型为
在哪里
表示水箱中水的高度
为施加于泵上的电压
为罐体的横截面积
和常数是否与流入和流出水箱的流量有关
该系统是被动的,具有存储功能自
利用无源性定理,两个严格无源系统的负反馈互连和总是稳定的。
由于水箱系统是无源的,因此要求控制器严格是无源的,以保证闭环稳定性,即使在电厂模型不准确的情况下也是如此。
你可以使用控制系统调谐器app调优Controller块。
第一步:打开控制系统调谐器在Simulink模型窗金宝app口中应用程序选项卡,应用程序画廊,点击控制系统调谐器.
步骤2:从选择模块按钮调优选项卡
步骤3:选择“Controller”块,单击“OK”。该块现在出现在已调优块列表中。
步骤4:指定调优目标。这里有两个主要目标:
跟踪水位的阶跃变化
使控制器无源
单击新目标下拉列表,首先添加一个被动的目标。
将此目标配置为仅应用于Controller块。这是通过设置输入信号为“Desired Water Level”,输出信号为控制器模块的输出,以及在控制器模块输出的环路打开来完成的。还规定输入和输出的最小无源性指数为0.01,以加强严格的无源性。
接下来,添加一个参考跟踪的目标的新目标下拉列表。将此目标配置为1秒响应时间。
最后,点击管理的目标按钮的调优选项卡并将无源性目标标记为硬调优约束。
步骤5:准备调优Controller块。单击Tune按钮。通过选择,可以同时查看调优结果左/右在视图选项卡。
您可以通过生成一个MATLAB脚本来进一步分析这些结果,该脚本可以重现这个调优过程。
可以查看调整后的控制器的Bode图。点击新的剧情按钮的控制系统选项卡。选择新波德从下拉列表中。
控制器响应可以如下指定。
点击情节按钮。波德图如下图所示。
你也可以用调谐控制器模拟闭环非线性响应。首先,通过单击来更新Controller块更新模块在控制系统选项卡。
在Simuli金宝appnk模型中,双击Scope块以打开Scope窗口,然后模拟模型。
调谐控制系统的非线性响应出现在Scope窗口中。仿真结果表明,该方法具有良好的跟踪性能。