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この例では,制御システムデザイナーを使用して仿金宝app真软件®控制设计™で2つのカスケードフィードバックループを調整する方法を示します。
この例では,加速度コンポーネント(阿兹
)が最大立ち上がり時間0.5秒の基準信号を追跡するように,機体モデルの2つのカスケードフィードバックループのコントローラーを設計します。この例のフィードバックループ構造では,内側のフィードバックループとして本体比(问
)を外側のフィードバックループとして加速度(阿兹
)を使用します。
機体モデルを開きます。
open_system (“scdairframectrl”)
2つのフィードバックコントローラーは次のとおりです。
scdairframectrl / q控制
——離散時間積分器およびゲインブロックが内側のループを安定化させます。
open_system ('scdairframeCtrl / q控制')
scdairframectrl / az控制
——離散時間積分器,離散伝達関数,およびゲインブロックが外側のループを安定化させます。
open_system (“scdairframectrl / az控制”)
カスケードフィードバックシステムの一般的な設計手順では,最初に内側のループを設計し,次に外側のループを設計します。制御システムデザイナーでは,両方のループを同時に設計することが可能です。既定では,マルチループのフィードバックシステムを設計する際はループ間の結合の影響が考慮されます。しかし2つのフィードバックループを同時に設計する場合,フィードバックループを分離する(つまり内側のループを調整するときに外側のループの影響を取り除く)ことが必要になります。この例では,外側のループ(阿兹
)の影響を取り除いたうえで,内側のフィードバックループ(问
)を設計します。
制御システムデザイナーを使用してコントローラーを設計するには,以下を行わなければなりません。
调整调整するコントローラーブロックブロックを选択しし
表示する開ループ応答と閉ループ応答を作成します。
この例では,次を実行できます。
モデルの左下隅にあるサブシステムをダブルクリックして,事前に構成されている制御システムデザイナーセッションを起動します。
次の手順に従って制御システムデザイナーを構成します。
制御システムデザイナーを开启にに,金宝appsimulinkモデルの[アプリ]ギャラリーで(制御システムデザイナー]をクリックします。
[アーキテクチャの編集]ダイアログボックスの[ブロック]タブで,[ブロックの追加)をクリックします。[調整ブロックを選択]ダイアログボックスで,次のブロックを選択して[好的]をクリックします。
scdairframectrl / q控制/ q获得
scdairframectrl / az控制/阿兹获得
scdairframectrl / az控制/ az DTF
[信号タブで,金宝app仿真软件モデルで定義されている解析ポイントが[位置]として自动的に追されます。
入力:阿兹scdairframectrl /步骤
- 出力端子 1
出力:scdairframectrl /机身模型
- 出力端子 1
选択したブロックと信号をするには,[好的]をクリックします。
[データブラウザー]の[応答]セクションには以下の開ループ応答が含まれます。これらは制御システムデザイナーによって自動的に開ループ設計のフィードバックループ候補として認識されます。
scdairframectrl / az控制/ az DTF
の出力端子1
scdairframectrl / az控制/阿兹获得
の出力端子1
scdairframectrl / q控制/ q获得
の出力端子1
以下の各応答についてグラフィカルなボードエディターを開きます。制御システムデザイナーで[調整法],[ボードエディター]を選択します。次に,[编集する応答の选択]ドロップダウンリストから,対応する開ループ応答を選択し,[プロット]をクリックします。
scdairframectrl / az控制/ az DTF
の出力端子1の開ループ
scdairframectrl / q控制/ q获得
の出力端子1の開ループ
フィードバックシステムの閉ループ応答を表示するには,新規の入出力伝達関数の応答についてステッププロットを作成します。(新規プロット]、[新規ステップ]を選択します。次に,[プロットする新規 Step] ダイアログ ボックスで、[プロットする応答の選択]ドロップダウンリストから(新規の入出力伝達の応答)を選択します。
入力信号としてscdairframectrl az / 1 /步骤
を,出力信号としてscdairframectrl /机身模型/ 1
を追加します。
[プロット]をクリックします。
外側のループのボードエディタープロット[LoopTransfer_scairframeCtrl_az_control_az_dtfのボードエディター]で,振幅応答を上方にドラッグしてフィードバックループのゲインを増加させます。内側のループのボードエディタープロット[LoopTransfer_scdairframectrl_q_Control_q_Gainのボードエディター]も変化します。この変化の原因は,フィードバックループ間の結合です。より体系的な方法としては,まず内側のフィードバックループを,外側のループが開いている状態で設計します。
内側のループの設計時に外側のループの影響を取り除くには,内側のループの開ループ応答にループ開始点を追加します。
[データブラウザー]の[応答]領域で,内側のループ応答を右クリックして[選択を開く]を選択します。
[開ループ伝達関数]ダイアログボックスで,ループ開始点としてscdairframectrl / az控制/ az DTF / 1
を指定します。[好的]をクリックします。
外侧ののループのボードエディタープロット,振幅応答をドラッグしゲインループはされている,内侧内侧ループのているのではしませプロットははしませ。
これで,外側のループの影響がない,内側のループの設計を完了できます。また,内側のループの影響を考慮しながら同時に,外側のループを設計することもできます。
制御システムデザイナーには,制御システムを調整する方法がいくつか含まれています。
详细については,各补偿器材し,各补偿器材。補償器エディターを使用した仿金宝app真软件ブロックの調整(金宝app仿真软件控制设计)を参照してください。
開/閉ループボード線図,根軌跡またはニコルス線図の各エディタープロットを使用して,補償器の極,零点,ゲインをグラフィカルに調整する。[调整法]をクリックし,[グラフィカルな調整)の下でエディターを選択します。
時間領域と周波数領域の両方の設計要件を使用して補償器のパラメーターを最適化する(仿金宝app真软件设计优化™ソフトウェアが必要)。[调整法]をクリックし,[最适化ベースの调整]を選択します。詳細については,对单环控制器设计执行时间和频率要求(金宝app仿真软件设计优化)を参照してください。
閉ループ時定数などのパラメーターに基づく自動調整を使用して,初期の補償器パラメーターを計算する。[调整法]をクリックし,[PID調整)、(内部モデルコントロール(IMC)の調整)、[ループ整形](鲁棒控制工具箱™ソフトウェアが必要),(LQG合成)のいずれかを選択します。
以下の補償器パラメーターは設計要件を満たしています。
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
:
分子=[100.109745 -99.109745]分母= [1 -0.88893]
閉ループシステムの応答は次に示すとおりです。
補償器のパラメーターを仿金宝app真软件モデルに書き込むには,[ブロックの更新)をクリックします。その後,非線形モデルで設計をテストできます。
bdclose (“scdairframectrl”)