在Simulink - MATLAB和Simulink - MathWorks印金宝app度建模增益调度控制系统gydF4y2Ba

模型增益计划控制系统gydF4y2Ba金宝app

在仿真金宝app软件gydF4y2Ba^®gydF4y2Ba，您可以建模增益调度控制系统，其中控制器增益或系数取决于调度变量，如时间，操作条件，或模型参数。控制系统工具箱™中的线性参数变化块库允许您实现具有可变增益的常见控制系统元素。使用查找表或gydF4y2BaMATLAB函数gydF4y2Ba块来实现增益调度，它给出了这些增益对调度变量的依赖。gydF4y2Ba

在Simulink中建模增益控制系统:金宝appgydF4y2Ba

确定调度变量和在模型中表示它们的信号。例如，如果您的系统是一架巡航飞机，那么调度变量可能是飞机的入射角和空速。gydF4y2Ba
使用查找表块或gydF4y2BaMATLAB函数gydF4y2Ba块来实现依赖于调度变量的增益或系数。如果没有查找表值或MATLABgydF4y2Ba^®gydF4y2Ba表达式的增益计划，满足您的性能要求，您可以使用gydF4y2BasystunegydF4y2Ba调整它们。看到gydF4y2Ba在Simulink中调整增益计划金宝appgydF4y2Ba．gydF4y2Ba
将普通控制元件替换为增益调度元件。例如，不使用固定系数的PID控制器，而是使用gydF4y2Ba变PID控制器gydF4y2Ba块，其中增益计划决定PID增益。gydF4y2Ba
根据需要向模型添加调度逻辑和保障措施。gydF4y2Ba

计划增益模型gydF4y2Ba

增益调度将调度变量的当前值转换为控制器增益。在Simulink中有几种实现增益调度的方法。金宝appgydF4y2Ba

可用于实现查找表的块包括:gydF4y2Ba

查找表- AgydF4y2Ba查找表gydF4y2Ba是断点和相应增益值的列表。当调度变量位于断点之间时，查找表在相应的增益之间进行插值。使用以下块实现增益计划作为查找表。gydF4y2Ba
- 一维查找表gydF4y2Ba，gydF4y2Ba二维查找表gydF4y2Ba，gydF4y2Ban-D查找表gydF4y2Ba—对于依赖于一个、两个或多个调度变量的标量增益。gydF4y2Ba
- 矩阵插值gydF4y2Ba-用于依赖于一个、两个或三个调度变量的矩阵值增益。(这个街区在gydF4y2Ba金宝app仿真软件临时演员gydF4y2Ba图书馆。)gydF4y2Ba
MATLAB函数gydF4y2Bablock -当你有一个将增益与调度变量联系起来的函数表达式时，使用gydF4y2BaMATLAB函数gydF4y2Ba块。如果表达式是平滑函数，使用MATLAB函数可以比查找表获得更平滑的增益变化。此外，如果您使用代码生成产品，例如gydF4y2Ba金宝app仿真软件编码器™gydF4y2Ba为了在硬件中实现控制器，MATLAB函数可以比查找表更有效地实现内存。gydF4y2Ba

你可以使用gydF4y2BasystunegydF4y2Ba以查找表或MATLAB函数的形式来调优增益计划。看到gydF4y2Ba在Simulink中调整增益计划金宝appgydF4y2Ba．gydF4y2Ba

控制器计划增益gydF4y2Ba

作为一个例子，模型gydF4y2Barct_CSTRgydF4y2Ba包括PI控制器和前导补偿器，其中控制器增益实现为使用的查找表gydF4y2Ba一维查找表gydF4y2Ba块。打开该模型并检查控制器。gydF4y2Ba

open_system (fullfile (matlabroot,gydF4y2Ba“例子”gydF4y2Ba，gydF4y2Ba“controls_id”gydF4y2Ba，gydF4y2Ba“主要”gydF4y2Ba，gydF4y2Ba“rct_CSTR.slx”gydF4y2Ba）)gydF4y2Ba

这两个gydF4y2Ba集中控制器gydF4y2Ba而且gydF4y2Ba温度控制器gydF4y2Ba积木gydF4y2Ba装运箱gydF4y2Ba植物输出,gydF4y2BaCrgydF4y2Ba，作为输入。该值既是系统的受控变量，也是控制器动作所依赖的调度变量。双击gydF4y2Ba集中控制器gydF4y2Ba块。gydF4y2Ba

这个块是一个PI控制器，在其中按比例增益gydF4y2BaKpgydF4y2Ba和积分器增益gydF4y2BaKigydF4y2Ba是由馈送调度参数决定的吗gydF4y2BaCrgydF4y2Ba成一个gydF4y2Ba一维查找表gydF4y2Ba块。类似地,gydF4y2Ba温度控制器gydF4y2Ba块包含三个增益实现为查找表。gydF4y2Ba

常用控制元件的增益调度当量gydF4y2Ba

使用gydF4y2Ba线性参数变化gydF4y2Ba控制系统工具箱块库，实现可变参数或系数的通用控制元素。这些块提供了可作为外部输入的增益或参数的公共元素。下表列出了这些块的一些应用。gydF4y2Ba

块gydF4y2Ba	应用程序gydF4y2Ba
可变低通滤波器gydF4y2Ba 离散变低通gydF4y2Ba	使用这些块来实现巴特沃斯低通滤波器，其中截止频率随调度变量而变化。gydF4y2Ba
可变陷波滤波器gydF4y2Ba 离散变化缺口gydF4y2Ba	使用这些块来实现陷波滤波器，其中陷波频率、宽度和深度随调度变量而变化。gydF4y2Ba
变PID控制器gydF4y2Ba 离散变PIDgydF4y2Ba 可变2DOF PIDgydF4y2Ba 离散变2DOF PIDgydF4y2Ba	的预配置版本gydF4y2BaPID控制器gydF4y2Ba而且gydF4y2BaPID控制器(2DOF)gydF4y2Ba块。使用它们来实现PID控制器，其中PID增益随调度变量而变化。gydF4y2Ba
变传递函数gydF4y2Ba 离散变传递函数gydF4y2Ba	使用这些块来实现任意顺序的传递函数，其中分子和分母的多项式系数随调度变量而变化。gydF4y2Ba
变状态空间gydF4y2Ba 离散变状态空间gydF4y2Ba	使用这些块实现状态空间控制器gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，gydF4y2BaBgydF4y2Ba，gydF4y2BaCgydF4y2Ba,gydF4y2BaDgydF4y2Ba矩阵随调度变量而变化。gydF4y2Ba
不同的观察员形式gydF4y2Ba 离散变观测器形式gydF4y2Ba	使用这些块来实现增益调度的观察者形式的状态空间控制器，例如LQG控制器。在这样的控制器中，gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，gydF4y2BaBgydF4y2Ba，gydF4y2BaCgydF4y2Ba，gydF4y2BaDgydF4y2Ba矩阵、状态反馈和状态观测器增益矩阵随调度变量的不同而不同。gydF4y2Ba

增益计划陷波滤波器gydF4y2Ba

例如，下图中的子系统使用gydF4y2Ba可变陷波滤波器gydF4y2Ba块来实现一个滤波器，其陷波频率随两个调度变量的函数而变化。缺口频率与调度变量之间的关系实现在gydF4y2BaMATLAB函数gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

增益调度PI控制器gydF4y2Ba

作为另一个例子，下面的子系统是增益调度的离散时间PI控制器，其中比例增益和积分增益都依赖于相同的调度变量。这个控制器使用gydF4y2Ba一维查找表gydF4y2Ba块来实现增益调度。gydF4y2Ba

矩阵值增益表gydF4y2Ba

你也可以在Simulink中实现矩阵值增益调度。金宝app矩阵值增益调度接受一个或多个调度变量，并返回矩阵而不是标量值。例如，假设你想实现一个时变的LQG控制器，如下所示:gydF4y2Ba

$\begin{matrix} dgydF4y2Ba {xgydF4y2Ba}_{egydF4y2Ba} ＝gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba {xgydF4y2Ba}_{egydF4y2Ba} +gydF4y2Ba BgydF4y2Ba ugydF4y2Ba +gydF4y2Ba lgydF4y2Ba （gydF4y2Ba ygydF4y2Ba -gydF4y2Ba CgydF4y2Ba {xgydF4y2Ba}_{egydF4y2Ba} -gydF4y2Ba DgydF4y2Ba ugydF4y2Ba ）gydF4y2Ba \\ ugydF4y2Ba ＝gydF4y2Ba -gydF4y2Ba KgydF4y2Ba {xgydF4y2Ba}_{egydF4y2Ba} ，gydF4y2Ba \end{matrix}$

一般来说，状态空间矩阵在哪里gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，gydF4y2BaBgydF4y2Ba，gydF4y2BaCgydF4y2Ba,gydF4y2BaDgydF4y2Ba，状态反馈矩阵gydF4y2BaKgydF4y2Ba，和观察者增益矩阵gydF4y2BalgydF4y2Ba这些都随时间而变化。在这种情况下，时间是调度变量，增益调度决定了给定时间矩阵的值。gydF4y2Ba

在Simulin金宝appk模型中，您可以使用以下方法实现矩阵值增益计划:gydF4y2Ba

MATLAB函数gydF4y2Bablock -指定一个MATLAB函数，该函数接受调度变量并返回矩阵值。gydF4y2Ba
矩阵插值gydF4y2Bablock -指定一个查找表，将矩阵值与每个调度变量断点相关联。在断点之间，块插入矩阵元素。(这个街区在gydF4y2Ba金宝app仿真软件临时演员gydF4y2Ba图书馆。)gydF4y2Ba

对于LQG控制器，可以使用任意一种gydF4y2BaMATLAB函数gydF4y2Ba块或gydF4y2Ba矩阵插值gydF4y2Ba块来实现时变矩阵作为a的输入gydF4y2Ba不同的观察员形式gydF4y2Ba块。例如:gydF4y2Ba

在这个实现中，时变矩阵都被实现为agydF4y2BaMATLAB函数gydF4y2Ba块，其中相关函数花费模拟时间并返回适当维度的矩阵。gydF4y2Ba

你gydF4y2Ba调优矩阵值增益时间表可以实现为任何gydF4y2BaMATLAB函数gydF4y2Bablock或asgydF4y2Ba矩阵插值gydF4y2Ba块。不过，要调一调gydF4y2Ba矩阵插值gydF4y2Ba块，你必须设置gydF4y2Ba模拟使用gydF4y2Ba来gydF4y2Ba解释执行gydF4y2Ba．看到gydF4y2Ba矩阵插值gydF4y2Ba有关模拟模式的信息的块参考页。gydF4y2Ba

自定义增益计划控制结构gydF4y2Ba

您还可以使用计划增益来构建自己的控制元素。例如，模型gydF4y2Barct_CSTRgydF4y2Ba包括一个增益计划的前导补偿器，它有三个依赖于调度变量的系数，gydF4y2BaCRgydF4y2Ba．要查看这个补偿器是如何实现的，请打开模型并检查gydF4y2Ba温度控制器gydF4y2Ba子系统。gydF4y2Ba

这里是总体收益gydF4y2BaKtgydF4y2Ba，零点位置gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba，以及极点位置gydF4y2BabgydF4y2Ba都实现为一个以调度变量为输入的一维查找表。查找表直接提供给产品块。gydF4y2Ba

增益表的可调谐性gydF4y2Ba

查找表或gydF4y2BaMATLAB函数gydF4y2Ba块，它实现了可调的增益调度gydF4y2BasystunegydF4y2Ba，它最终必须进入:gydF4y2Ba

线性参数变化块库中的一个块。gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba产品gydF4y2Ba将增益应用于给定信号的块。例如，如果gydF4y2Ba产品gydF4y2Ba块以预定增益作为输入gydF4y2BaggydF4y2Ba（gydF4y2BaαgydF4y2Ba)和信号gydF4y2BaugydF4y2Ba（gydF4y2BatgydF4y2Ba)，则该块的输出信号为gydF4y2BaygydF4y2Ba（gydF4y2BatgydF4y2Ba) =gydF4y2BaggydF4y2Ba（gydF4y2BaαgydF4y2Ba）gydF4y2BaugydF4y2Ba（gydF4y2BatgydF4y2Ba）gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

在查找表之间或之间可以有一个或多个以下块gydF4y2BaMATLAB函数gydF4y2BaBlock和gydF4y2Ba产品gydF4y2Ba块或参数变化块:gydF4y2Ba

获得gydF4y2Ba
偏见gydF4y2Ba
在线性域中等效于单位增益的块，包括:gydF4y2Ba
- 运输延迟gydF4y2Ba，gydF4y2Ba可变运输延迟gydF4y2Ba
- 饱和gydF4y2Ba，gydF4y2Ba死区gydF4y2Ba
- 速度限制器gydF4y2Ba，gydF4y2Ba率转换gydF4y2Ba
- 量化器gydF4y2Ba，gydF4y2Ba内存gydF4y2Ba，gydF4y2Ba零级举行gydF4y2Ba
- 极大极小gydF4y2Ba
- 数据类型转换gydF4y2Ba
- 信号规范gydF4y2Ba
开关块，包括:gydF4y2Ba
- 开关gydF4y2Ba
- 多端口切换gydF4y2Ba
- 手动开关gydF4y2Ba

插入这样的块是有用的，例如，将增益值约束到某个范围，或者指定增益计划更新的频率。gydF4y2Ba