计算开环响应
控制系统的开环响应是不考虑反馈回路的影响,控制装置和控制器的联合响应。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),为线性,则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,在不手动破坏信号线的情况下插入回路开启分析点。手动从非线性模型中移除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循环开口.
如果不插入循环开口,得到的线性模型将包括反馈循环的影响。
要为本例指定循环开口,您可以使用以下分析点之一。
分析点 | 描述 | 来计算C(年代)P(年代) |
---|---|---|
开环输入 | 指定一个循环开口,后面跟着一个输入扰动。 | 在控制器的输入端指定一个开环输入,在设备的输出端指定一个输出测量。 |
开环输出 | 指定后跟循环中断的输出测量值。 | 在装置的输出端指定一个开环输出,在控制器的输入端指定一个输入扰动。 |
对于某些系统,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,要在下面的系统中打开外部循环,使用循环中断分析点将循环打开点添加到反馈路径中.因此,只有蓝色块在线性化路径上。
将环路开口置于与输入或输出信号相同的位置也将从线性化结果中去除内环路的影响。
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,或者在命令行。有关不同类型的分析点以及如何定义它们的详细信息,请参见指定要线性化的模型部分.
计算开环响应使用模型线性化电路
本例展示了如何在不受反馈信号影响的情况下计算控制器-设备组合系统的线性模型。您可以使用,例如,波德图,分析得到的线性模型。
打开Sim金宝appulink模型。
sys =“watertank”;open_system(系统)
的水箱系统块表示控制系统中的设备,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启。
打开线性化选项卡。这样做,在应用程序画廊,点击线性化管理.
要为信号指定分析点,请单击模型中的信号。然后,在线性化选项卡,在插入分析点图库,选择分析点的类型。
配置开关的输入信号PID控制器Block作为输入扰动.
的输出信号水箱系统Block作为开环输出.
模型中出现注释,指示哪些信号被指定为分析点。
提示
类中指定分析点,如果不希望对Simulink模型引入更改金宝app模型线性化电路.有关更多信息,请参见在模型线性器中指定要线性化的模型部分.
打开模型线性化电路对于模型。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,选择在模型中指定的分析点进行线性化,如分析I / o下拉列表。
若要使用指定的分析点线性化模型并生成线性化模型的波德图,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线性化模型,如操作点下拉列表。有关在不同工作点线性化模型的示例,请参见在修剪的工作点线性化而且在模拟快照线性化.
提示
要生成波德图以外的响应类型,请单击图库中的相应按钮。
要查看模型的最小稳定裕度,右键单击波德图,并选择特征>最小稳定裕度.
波德图显示相位边缘标记。若要显示包含相位边距值的数据提示,请单击标记。
对于该系统,相位裕度为90度,交叉频率为0.4 rad/s。
在命令行上计算开环响应
本例展示了如何在不受反馈信号影响的情况下计算控制器-设备组合系统的线性模型。您可以使用,例如,波德图,分析得到的线性模型。
打开Sim金宝appulink模型。
sys =“watertank”;open_system(系统)
方法创建分析点数组,指定要线性化的模型部分linio
命令:
PID控制器块的输入端为开环输入点。这个信号起源于Sum1块的输出。
在水箱系统块的输出端进行输出测量。
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开口,它打破了信号流并消除了反馈环的影响。
函数在默认模型工作点处线性化模型线性化
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,绘制它的频率响应和查看增益和相位裕度。
保证金(linsys)
对于该系统,增益裕度是无限的,相位裕度是90度,交叉频率为0.4 rad/s。