単ループのフィードバック/プレフィルターの補償器設計

この例では次を使用します:

この例では,制御システムデザイナーを使用して,複数の補償器(フィードバックとプレフィルター)を調整して単一ループを制御する方法を説明します。

モデルを開く

エンジン速度制御モデルを開き,少し時間をとってモデルを調べます。

open_system (“scdspeedctrl”）

設計の概要

この例では,フィードバック補償器とプレフィルター補償器の両方をもつ単一ループ制御システムの設計プロセスを紹介します。設計の目標は,次のとおりです。

金宝app仿真软件ステップブロックscdspeedctrl /速度参考からの基準信号を追跡。設計要件は,整定時間が5秒未満であることと,ステップ基準入力に対する定常偏差がゼロであることです。
サブシステムscdspeedctrl /外部干扰で指定されている,未測定の出力外乱を抑制。設計要件は,ピーク偏差を190 RPMまで減らすことと,ステップ外乱入力に対する定常偏差をゼロとすることです。

この例では,PID補償器scdspeedctrl / PID控制器を設計することで,フィードバックループの安定化と出力外乱の抑制を行います。プレフィルターscdspeedctrl /参考滤波器は,設定値追従の変更に対するフィードバックシステムの応答を調整するのに使用されます。

制御システムデザイナーを開く

この例では制御システムデザイナーを使用してフィードバックシステムの補償器を調整します。制御システムデザイナーを開くには,次を行います。

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。

新規設計の開始

制御システムデザイナーを開くには,金宝app仿真软件モデルウィンドウの[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。

制御システムデザイナーが起動すると[アーキテクチャの編集)ダイアログボックスが開きます。

[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)をクリックして,調整する以下のブロックを選択します。

scdspeedctrl /参考滤波器

scdspeedctrl / PID控制器

[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]として自動的に追加されます。

入力:scdspeedctrl /速度参考出力端子 1

入力scdspeedctrl干扰/外部干扰/步骤出力端子 1

出力scdspeedctrl /速度输出出力端子 1

[線形化オプション]タブの[操作点]ドロップダウンリストで,[モデルの初期条件)を選択します。

コントローラーの調整中にステップ応答が表示される新しいプロットを作成します。制御システムデザイナーで(新規プロット]をクリックし,(新規ステップ]を選択します。[プロットする応答の選択]ドロップダウンメニューで(新規の入出力伝達の応答)を選択します。応答を次のように構成します。

応答を表示するには[プロット]をクリックします。

同様に,外乱の抑制を表示するステップ応答プロットを作成します。[プロットする新規一步]ダイアログボックスで,応答を次のように構成します。

補償器の調整

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。

補償器エディターを使用して,各補償器のパラメーターを手動で調整する。詳細については,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。[調整法]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)。[調整法]をクリックし,(最適化ベースの調整)を選択します。詳細については,强制时间和频率要求的单回路控制器设计(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。[調整法]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。