主要内容

级联多回路的反馈设计

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这个例子展示了如何优化两级联反馈回路仿真软件®控制设计™使用金宝app控制系统设计。

这个例子设计控制器两级联反馈循环,加速度等机体模型组件(阿兹)跟踪参考信号的最大上升时间0.5秒。这个示例使用中的反馈回路结构身体率(问作为一个内部反馈回路和加速度()阿兹)作为外部反馈回路。

打开机身模型。

open_system (“scdairframectrl”)

这两个反馈控制器:

  • scdairframectrl / q控制——一个离散时间积分器和一块获得稳定内循环。

open_system (“scdairframectrl / q控制”)

  • scdairframectrl / az控制——一个离散时间积分器,离散传递函数,获得块稳定外循环。

open_system (“scdairframectrl / az控制”)

多回路的系统解耦循环

典型的级联反馈系统的设计过程是设计内循环和外循环。在控制系统设计同时,可以设计两个循环;默认情况下,当设计一个回路之间的耦合影响的多环反馈系统考虑。然而,当同时设计两个反馈回路,它可以是必要的解耦反馈循环;即删除外循环的影响,优化内部循环。在本例中,您设计内部反馈回路(问)和外层循环的影响(阿兹)移除。

配置控制系统设计师

设计一个控制器使用控制系统设计,你必须:

  • 选择您希望优化控制器模块。

  • 创建你想要的开环和闭环响应视图。

对于这个示例,您可以:

  • 启动一个预配置控制系统设计会议通过双击子系统模型的左下角。

  • 配置控制系统设计使用下面的过程。

打开控制系统设计在仿真软件模型,金宝app应用程序画廊,点击控制系统设计。

在对话框编辑架构上块选项卡上,单击添加模块。在选择块调整对话框中,选择下面的块,然后单击好吧。

  • scdairframectrl / q控制/ q获得

  • scdairframectrl / az控制/阿兹获得

  • scdairframectrl / az控制/ az DTF

在信号选项卡,点分析仿真软件模型中定义的自动添加金宝app位置。

  • 输入:阿兹scdairframectrl /步骤-输出端口1

  • 输出:scdairframectrl /机身模型-输出端口1

使用选定的块和信号,点击好吧。

在数据浏览器,反应部分包含下面的开环反应,控制系统设计自动识别潜在的开环反馈回路设计。

  • 输出端口1scdairframectrl / az控制/ az DTF

  • 输出端口1scdairframectrl / az控制/阿兹获得

  • 输出端口1scdairframectrl / q控制/ q获得

打开图形预示编辑器为每个下面的反应。在控制系统设计中,选择调优方法>预示编辑器。然后,在选择响应编辑下拉列表,选择相应的开环反应,并点击情节。

  • 开环输出港1scdairframectrl / az控制/ az DTF

  • 开环输出港1scdairframectrl / q控制/ q获得

查看反馈系统的闭环响应,为一个新的输入输出传递函数创建一个步骤图的反应。选择新的情节>步骤。然后,情节对话框中,在新的一步选择响应图下拉列表中,选择新输入输出转移反应。

添加scdairframectrl az / 1 /步骤作为输入信号scdairframectrl /机身模型/ 1作为一个输出信号。

点击情节。

删除外部反馈回路的影响

在编辑器和预示的情节,波德编辑LoopTransfer_scdairframectrl_az_Control_az_DTF,增加获得的反馈循环向上拖动级响应。内循环的波德图编辑,波德编辑LoopTransfer_scdairframectrl_q_Control_q_Gain,也改变。这种变化是一个反馈回路之间的耦合的结果。更系统的方法是首先设计内部反馈回路,打开外循环。

除去外层循环的影响在设计内部循环,增加循环开放的开环响应内部循环。

在数据浏览器,在反应区域,右键单击内循环反应,并选择开放的选择。

在开环传递函数对话框中,指定scdairframectrl / az控制/ az DTF / 1循环。点击好吧。

在编辑器和预示情节,增加获得通过拖动级响应。解耦自循环,内循环预示编辑情节不会改变。

你现在可以完成内部循环的设计没有外层循环的影响,同时设计外循环而考虑到内循环的影响。

调整补偿器

控制系统设计包含几个方法优化控制系统:

  • 图形优化补偿器波兰人,0,并获得使用开/闭环预示,根轨迹,或者尼科尔斯编辑策划。点击调优方法,并选择下一个编辑器图形化优化。

  • 优化补偿器参数使用时域和频域设计要求(需要仿真软件设计优化™软件)。金宝app点击调优方法,并选择基于优化的调优。有关更多信息,请参见执行时间和频率要求单回路控制器设计(金宝app仿真软件设计优化)。

  • 计算初始补偿器使用自动调优参数基于闭环时间常数等参数。点击调优方法,选择PID调优,内模控制(IMC)调优,循环形成(需要鲁棒控制工具箱™软件),或LQG合成。

完整的设计

以下补偿器参数满足设计要求:

  • scdairframectrl / q控制/ q获得:

K_q = 2.7717622

  • scdairframectrl / az控制/阿兹获得:

K_az = 0.00027507

  • scdairframectrl / az控制/ az DTF:

分母分子= (100.109745 - -99.109745)= -0.88893 [1]

闭环系统的响应如下所示:

更新模型模型金宝app

写补偿器的参数仿真软件模型,点击金宝app更新模块。然后您可以测试您的设计的非线性模型。

另请参阅

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