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多模型控制设计

通常，系统的动态不是完全清楚的并且可以变化。例如，系统动态可能因：

由制造公差引起的参数值变化-例如，电阻器的电阻值通常在标称值5 Ω +/ - 5%的范围内。
操作条件 - 例如，基于高度和速度的飞机动力学变化。

你为这样一个系统设计的任何控制器都必须满足所有潜在系统动力学的设计要求。

控制设计概述

为动态变化的系统设计控制器:

样本变体。
为每个样本创建LTI模型。
创建一个采样的LTI模型数组。
为阵列的标称代表性模型设计一个控制器。
分析数组中所有型号的控制器设计。
如果控制器设计不满足所有模型的要求，请指定不同的标称模型并重新设计控制器。

模型阵列

在控制系统设计师，您可以使用LTI模型数组为当前控制体系结构中的任何工厂或传感器指定多个模型(请参阅模型阵列）。如果为多个工厂或传感器指定模型阵列，则阵列的长度必须匹配。

创建模型的数组

要为多模型控制设计创建数组，可以：

创建多个LTI模型特遣部队，党卫军，ZPK.,或FRD.命令。

％指定模型参数。m = 3;B = 0.5;k = 8：1：10;t = 0.1：.05：.2;%创建一个LTI模型数组。为ct = 1：长度（k）;g（：，：，ct）= tf（1，[m，b，k（ct）]）;结束

使用使用的创建阵列LTI模型堆栈命令。

%创建独立的LTI模型。g1 = tf（1，[1 1 8]）;g2 = tf（1，[1 1 9]）;G3 = TF（1，[11 10]）;%在数组中组合模型。G =堆栈(1,G1, G2, G3);

在多个操作点执行批处理线性化。然后导出计算的LTI模型，以创建一个LTI模型数组。看这个例子具有参数变体的直流电动机的参考跟踪(金宝app仿真软件控制设计)．
样本一个不确定的状态空间（我们)模型使用usample.（强大的控制工具箱）．
计算一个我们模型来自Simulink金宝app^®模型。然后使用usubs（强大的控制工具箱）要么usample.（强大的控制工具箱）创建阵列LTI模型。看从Simulink模型获取不确定的状态空间模型金宝app（强大的控制工具箱）．
指定核心Simulink块以线金宝app性化到a我们（强大的控制工具箱）要么ufrd（强大的控制工具箱）模型。看为核心或自定义Simulink块指定不确定线性化金宝app（强大的控制工具箱）．

导入模型阵列以控制系统设计器

要将模型导入阵列，您可以在打开时将其传递为输入参数控制系统设计师来自Matlab.^®命令行。有关更多信息，请参见控制系统设计师．

您还可以导入模型数组控制系统设计师当配置控制体系结构时。在“编辑架构”对话框中:

在里面价值文本框，从MATLAB工作空间指定LTI模型的名称。
要从MATLAB工作空间或当前工作目录中的mat文件导入块数据，请单击．

名义模型

什么是名义模型?

的名义模型在用于设计控制器的LTI模型数组中，有代表性的模型吗控制系统设计师．使用编辑器和分析图来可视化和分析控制器对数组中剩余工厂的效果。

您可以选择数组中的任何模型作为您的标称模型。例如，您可以选择以下模型:

代表系统的预期标称操作点。
是数组中模型的平均值。
代表一个最坏的植物。
离稳定点最近。

提示

您可以在Bode Plot上绘制和分析系统上系统的开环动态，以确定选择哪个模型作为标称值。

指定名义模型

从LTI模型数组中选择一个标称模型，控制系统设计师，点击多模型配置．然后，在“多模型配置”对话框中，选择一个名义模型索引．默认索引为1．

对于定义为型号阵列的每个工厂或传感器，该应用程序将指定索引的模型选择为标称模型。否则，该应用程序使用标量扩展来应用于所有模型索引的单个LTI模型。

例如，对于以下控制体系结构:

如果G和H三元素数组和标称模型索引是否都是2，软件使用阵列中的第二个元素来计算标称模型：

的名义响应r来y是:

$T ＝ \frac{C G_{2}}{1 + C G_{2} H_{2}}$

该应用程序还计算并绘制响应图，以显示效果C对其余的植物和传感器模型-G₁H₁和G_3.H_3.．

如果只有G为LTI模型数组，指定标称模型为2，则标称响应的控制体系结构为:

在这种情况下，来自r来y是:

$T ＝ \frac{C G_{2}}{1 + C G_{2} H}$

该应用程序还计算并绘制响应图，以显示效果C在剩余的植物和传感器模型上 -G₁H和G_3.H．

电网频率

系统的频率响应是按一系列称为a的频率值计算的电网频率．默认情况下,控制系统设计师基于阵列中的每个模型的动态范围计算对数等间隔的网格。

指定定制频率网格时：

自动网格具有比您所需要的更多点。为了提高计算效率，请指定较小的栅格间距。
自动电网在特定的频率范围内密度不够。例如，如果响应没有捕捉到欠阻尼系统的共振峰值动态，则在拐角频率附近指定一个更密集的网格。
您只对特定频率范围内的响应感兴趣。为了提高计算效率，指定仅涵盖频率范围的网格。

有关指定对数间隔向量的更多信息，请参阅logspace.．

请注意

修正频率网格不影响标称模型的频响计算。这个应用程序总是使用自动选择选项来计算标称模型频率响应。

多工厂型号的设计控制器

此示例显示了如何使用一组工厂模型设计补偿器控制系统设计师．

创建植物模型数组

使用该数组使用阵列LTI工厂模型堆栈命令。

％为模型工厂（g）变型创建一个LTI模型数组。g1 = tf（1，[1 1 8]）;g2 = tf（1，[1 1 9]）;G3 = TF（1，[11 10]）;G =堆栈(1,G1, G2, G3);

创建传感器模型数组

同样，创建传感器模型数组。

H1 =特遣部队(1 [1/0.1,1]);特遣部队(H2 = 1, [1/0.15 1]);H3 =特遣部队(1 [1/0.2,1]);H =堆栈(1,H1, H2, H3);

开放控制系统设计师
开放控制系统设计师，并导入工厂和传感器型号阵列。
```
controlSystemDesigner (G, 1小时)
```
该应用程序打开并导入植物和传感器模型阵列。
配置分析图
在更大的绘图中查看闭环步骤响应控制系统设计师，点击小幅下拉箭头iotransfer_r2y：步骤绘图然后选择最大化．

默认情况下，步骤响应仅显示标称响应。要显示其他模型指标的单个响应，请右键单击绘图区域，然后选择多模型配置>个人反应．

请注意

要查看所有模型响应的信封，右键单击绘图区域，并选择多模型配置>界限

绘图更新以显示其他模型的响应。
选择名义模型
在控制系统选项卡上,单击多模型配置．
在“多模型配置”对话框中，指定一个名义模型索引的2．

点击关闭．

所选标称模型对应于平均系统响应。
设计补偿器
要使用公称模型设计补偿器，可以使用任何支持的金宝app控制系统设计器调整方法．
对于本例，使用补偿器编辑器手动指定补偿器动态。在补偿器中添加积分器，并设置补偿器增益为0.4．有关更多信息，请参见编辑动态补偿器．
分析结果
调谐控制器产生阶跃响应，以标称型号最小的过冲，并且最坏情况过冲小于10％。