获得稳态工作点

工作点定义了线性化模型的标称条件。它通常是一个稳态条件。

假设你计划用输出浓度操作CSTR，C_A,在 $$2k米ol/{米}^{3.}$$．标称进料浓度为 $$10k米ol/{米}^{3.}$$，进料温度公称为300k。创建一个工作点规范对象来定义稳态条件。

Opspec = operspec(“CSTR_OpenLoop”）;Opspec = addoutputspec(Opspec，“CSTR_OpenLoop /装运箱”2);opspec.Outputs(1)。已知=真实;opspec.Outputs(1)。Y = 2;Op1 = findop(“CSTR_OpenLoop”, opspec);

操作点搜索报告:---------------------------------模型CSTR_OpenLoop的操作点搜索报告。(time - varying Components evaluate at time t=0)满足工作点规格。国家:---------- (1.)CSTR_OpenLoop/CSTR/C_A x: 2 dx: -4.6e-12 (0) (2.)CSTR_OpenLoop /装运箱/ T_K x: 373 dx: 5.48 e-11(0)输入 : ---------- ( 1)。CSTR_OpenLoop/冷却液温度u: 299 [-Inf Inf]输出:---------- (1.)CSTR_OpenLoop/CSTR y: 2 (2)

计算工作点为C_A＝ $$2k米ol/{米}^{3.}$$而且T_K= 373 k。请注意，稳态冷却剂温度也被给出为299 K，这是MPC控制器被操纵变量的标称值。

指定:

例如，下面的代码指定冷却剂温度为305k和初始的猜测值C_A而且T_K计算稳态工作点前的状态:

Opspec = operspec(“CSTR_OpenLoop”）;opspec.States(1)。X = 1;opspec.States(2)。X = 400;opspec.Inputs(1)。已知=真实;opspec.Inputs(1)。U = 305;Op2 = findop(“CSTR_OpenLoop”, opspec);

操作点搜索报告:---------------------------------模型CSTR_OpenLoop的操作点搜索报告。(time - varying Components evaluate at time t=0)满足工作点规格。国家:---------- (1.)CSTR_OpenLoop/CSTR/C_A x: 1.78 dx: -4.8e-14 (0) (2.)CSTR_OpenLoop /装运箱/ T_K x: 377 dx: 5.4 e-13(0)输入 : ---------- ( 1)。CSTR_OpenLoop/Coolant Temperature u: 305输出:无---------- .输出说明

指定线性化输入和输出

如果线性化输入和输出信号已经在模型中定义，如CSTR_OpenLoop，然后用下面的方法得到信号集。

IO = getlinio(“CSTR_OpenLoop”）;

否则，指定如下所示的输入和输出信号。

Io (1) = linio(“CSTR_OpenLoop /冷却剂温度”, 1“输入”）;Io (2) = linio(“CSTR_OpenLoop /进料浓度”, 1“输入”）;Io (3) = linio(CSTR_OpenLoop /进料温度的, 1“输入”）;Io (4) = linio(“CSTR_OpenLoop /装运箱”, 1“输出”）;Io (5) = linio(“CSTR_OpenLoop /装运箱”2,“输出”）;

线性化模型

使用指定的工作点线性化模型，op1，输入/输出信号，io．

系统=线性化(“CSTR_OpenLoop”、op1 io)

sys = A = C_A T_K C_A -5 -0.3427 T_K 47.68 2.785 B =冷却液温度进给浓度进给温度C_A 0 1 0 T_K 0.3 0 1 C = C_A T_K CSTR/1 0 1 CSTR/2 1 0 D =冷却液温度进给浓度进给温度CSTR/1 0 0 0 CSTR/2 0 0 0连续时间状态空间模型。

开放金宝app模型

本例使用CSTR模型，CSTR_OpenLoop．

open_system (“CSTR_OpenLoop”）

指定线性化输入和输出

线性化输入和输出已经指定CSTR_OpenLoop．输入信号与输出信号相对应进料浓度，进料温度,冷却液温度块。输出信号是输入装运箱温度而且残留浓度块。

要将信号指定为线性化输入或输出，首先打开线性化选项卡。要做到这一点，在Simulink中金宝app应用程序画廊,点击线性化管理．然后，在Simulink模金宝app型窗口中，单击该信号。

将信号指定为a:

开放式线性器

打开模型线性化电路，在应用程序画廊,点击模型线性化电路．

指定剩余浓度为已知修剪约束

在Simuli金宝appnk模型窗口中，单击CA输出信号从装运箱块。然后，在线性化选项卡，在插入分析点画廊,点击配平输出约束．

在模型线性化电路，在线性分析选项卡上,选择操作点>调整模型．

在“修剪模型”对话框中，在输出标签:

创建并验证工作点

在“修剪模型”对话框中，单击开始削减．

操作点op_trim1显示在线性分析工作区．

双击op_trim1查看结果工作点。

在“编辑”对话框中，选择输入选项卡。

稳定状态下的冷却液温度为299 K，符合要求。

线性化模型

在线性分析选项卡，在操作点下拉列表，选择op_trim1．

点击一步线性化模型。

该选项创建线性模型linsys1在线性分析工作区并为这个模型生成阶跃响应。linsys1使用optrim1作为它的作业点。

进料浓度到产量的阶跃响应装运箱/ 2显示一个有趣的反向响应。对线性模型的检查表明装运箱/ 2为CSTR残留浓度，C_A．当饲料浓度增加时，C_A最初增加是因为更多的反应物进入，这增加了反应速率。这一速率的增加导致了更高的反应器温度(输出装运箱/ 1)，进一步提高反应速率和C_A大幅减少。

导出线性化结果

如果有必要，您可以重复这些步骤中的任何一个来改进您的模型性能。一旦你对你的线性化结果感到满意，在模型线性化电路，将其拖放到线性分析工作区到MATLAB的工作区．现在您可以使用线性模型来设计MPC控制器。