在本例中,您将学习如何使用控制系统调谐器应用程序为Simulink中建模的非线性对象设计控制器。金宝app你需要完成以下任务:
为补偿器调整配置模型和应用程序
使用无源设计调整一阶补偿器
仿真闭环非线性响应。
水箱comp_design模型,如下图所示,为调节水箱中的水位建立了一个反馈回路。控制器块包含要调谐的一阶补偿器。
mdl =“cst_watertank_comp_design”;open_system (mdl)
水箱子系统是水箱动力学的模型。水从水箱顶部以与施加到泵上的电压V成正比的速率进入水箱。水通过水箱底部的开口流出,其速度与水箱中水高度H的平方根成正比。水流量中平方根的存在使植物呈非线性。
水流的非线性模型为
在哪里
表示水箱中水的高度
表示施加到泵上的电压
为水箱的横截面积
和常数与流入和流出储罐的流量有关吗
该系统是被动的,具有存储功能自
利用无源性定理,得到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无源以保证闭环稳定是有意义的,即使当电站模型是不准确的。
你可以使用控制系统调谐器app来调优Controller块。
步骤1:打开控制系统调谐器在Simulink模型窗金宝app口中,单击应用程序选项卡,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”。这个方块现在出现在调谐方块列表中。
步骤4:指定调优目标。这里有两个主要目标:
跟踪水位阶梯变化
使控制器无源
单击新目标下拉列表,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“期望的水位”,输出信号为控制器块的输出,并在控制器块的输出回路开放。在输入和输出处也指定0.01的最小无源性指数,以强制执行严格的无源性。
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,单击管理的目标按钮的调优选项卡并将被动目标标记为硬调优约束。
步骤5:准备调优Controller块。单击Tune按钮。您可以通过选择来并排查看调优结果左/右在视图选项卡。
您可以通过生成一个重现此调优过程的MATLAB脚本来进一步分析这些结果。
您可以查看调优控制器的伯德图。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。
控制器响应可以按如下方式指定。
点击情节按钮。伯德图如下图所示。
你也可以用调谐的控制器模拟闭环非线性响应。首先,通过单击更新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,该系统具有良好的跟踪性能。