控制系统工具箱
制御システムの设计と解析
控制系统工具箱™では,線形制御システムを体系的に解析,設計,チューニングするためのアルゴリズムとアプリが提供されています。システムは伝達関数モデル,状態空間モデル,零点-極ゲインモデル,または周波数応答モデルとして指定できます。ステップ応答やボード線図をプロットするアプリ,関数などを用いて,システムの動作を時間領域と周波数領域で解析および可視化できます。
ボードループ整形や根軌跡法などの対話型手法を使用して,補償器のパラメーターをチューニングできます.PIDコントローラーを含め,输出およびMIMO補償器を自動的にチューニングできます。複数のフィードバックループにわたる補償器パラメータを調整することもできます。ゲインスケジューリングコントローラーをチューニングし,設定値追従,外乱の抑制,安定余裕など,複数のチューニング目標を指定できます。また,立ち上がり時間,オーバーシュート,整定時間,ゲインと位相余裕,その他の要件を検証して,設計を確認することができます。
伝達関数および状態空間モデル
伝達関数または状態空間表現を使用して線形時不変システムモデルを作成します.PIDコントローラーおよび周波数応答データを操作します.SISOまたは米姆,および連続または離散のモデルシステムを作成できます。基本的なモデルを直列,並列,またはフィードバックで接続することで,複雑なブロック線図を構築します。
モデル離散化
コマンドライン関数または対話式のライブエディタータスクを使用して,動的システムモデルをリサンプリングし,連続時間領域から離散時間領域へモデルを変換します。ゼロ次ホールド,双一次(Tustin)極——零点マッチング,その他のレート変換手法を使用します。
モデルの低次元化
型号减速机アプリ,ライブエディタータスク,またはコマンドライン关数を使用し,アプリケーションにとって重要なモデルダイナミクスを保持しつつ,プラントまたはコントローラーモデルの次数を対话的に低次元化できます平衡化打ち切り,极 - 零点简略化,モード选択の手法を使用できます。
时间领域および周波数领域の解析
線形システムアナライザーアプリを使用して,ステップ応答,インパルス応答,ボード,ニコルス,ナイキスト,特異値,零点——極のプロットを用い,複数のモデルの時間および周波数レスポンスを表示および比較します。立ち上がり時間,整定時間,および最大オーバーシュートなどのシステム特性を検査します。
安定性解析
ゲイン余裕,位相余裕,および交差周波数を计算します。动的システムの极と零点の位置をグラフィックスと数値で検证します。线形モデルの极の减衰比,固有振动数,および时定数を计算します。
受動性およびセクター境界
線形時不変システムの受動性のさまざまな測定値を計算します。受動性および任意の円錐セクター境界についてシステムを解析します。
PID調整
PID调整器アプリ,ライブエディタータスク,またはコマンドライン关数を使用して,自动的にPIDコントローラーゲインを调整し,パフォーマンスとロバスト性のバランスを取ります。望ましい応答时间や位相余裕などの调整パラメーターを指定します。连続または离散のPIDコントローラーを调整します。
プラントダイナミクスの対话型推定
系统辨识工具箱™を使用して,测定された入出力データからPID调整器アプリ内で直接プラントモデルを作成できます。または,ライブエディターを使用してプラントダイナミクスを识别し,PIDコントローラーを调整します。
2自由度PID制御
2自由度の(2- DOF)PIDコントローラーを调整します0.1自由度PIDコントローラーの代わりに2自由度PIDコントローラーを使用すると,设定点の追従でオーバーシュートを大幅に増加させることなく,より优れた外乱の抑制が可能です。
闭ループ応答の监视
调整すると动的に更新されるステップ応答,ナイキスト,その他のプロットを使用して,闭ループと开ループの応答を可视化します。立ち上がり时间,最大オーバーシュート,ゲイン余裕,位相余裕など,时间领域および周波数领域の设计要件を指定および评価します。
マルチループ设计
複数の输出ループで構成されるコントローラーを調整します.SISOループをそれぞれ逐次閉じ,ループ間の関係を可視化し,各ループを繰り返し調整することで,全体的な性能を最適化できます。
输出およびMIMOループ
制御システム調整器アプリまたはコマンドライン関数を使用し,ゲイン,PIDコントローラー,または低次フィルターなどのシンプルで調整可能な要素で,输出またはMIMO制御システムアーキテクチャーをモデル化および調整します。マルチループ制御システムで複数のループを一緒に調整します。
时间领域と周波数领域の目标
追従性能,外乱の抑制,ノイズ増幅,閉ループ極配置,安定余裕などの調整要件を指定および可視化します。コントローラーパラメーターを自動的に調整して,必須要件(設計制約)を満たし,他の要件(目標)もできる限り満たします。
プラントモデルのセットに対する调整
パラメーターの変動,動作条件の変化,およびセンサーやアクチュエータの故障に起因するプラントダイナミクスの変化に強いコントローラーを設計します。
金宝appSimulink中でのゲインスケジュールコントローラー
金宝app®で,変動PIDコントローラー,変動伝達関数,変動ノッチフィルター,変動ローパスフィルターなどのブロックを使用して,ゲインスケジュール制御システムをモデル化できます。
ゲイン曲面の調整
ゲイン曲面係数を自動的に調整し,システムの動作包絡線全体でパフォーマンス要件を満たし,操作点間での滑らかな遷移を実現します。操作条件によって異なる要件を指定します。設計の操作範囲全体における調整結果を検証します。
等/ LQGおよび極配置
连続および离散の线形2次レギュレーター(LQR)および线形2次ガウス型(LQG)コントローラーを设计します。フィードバックゲイン行列を计算して,希望位置に闭ループの极を配置します。
カルマンフィルター
线形定常状态および时変カルマンフィルターを设计およびシミュレーションします.MATLAB编码器™およびSimul金宝appink的编码器™を使用してこれらのフィルターのC / C ++コードを生成します。
非線形の状態推定器
MATLAB®および的金宝appSimulinkで拡张カルマンフィルター,アンセンテッドカルマンフィルター,または粒子フィルターを使用して,非线形システムの状态を推定します.MATLAB编码器およびSimulink的编码器を使用してこれらのフィルターのC / C ++コードを生成します。
线形解析
金宝app仿真软件控制设计™で線形解析ツールを使用し,仿真软件モデルを線形化します。ステップ応答,インパルス応答,ボード,ニコルス,ナイキスト,特異値,零点——極のプロットを使用し,線形化モデルの時間および周波数応答を計算します。
补偿器の设计
金宝appSimulink的控制设计を使用し,Simulink中でモデル化されたSISOフィードバックループをグラフィックで调整します。対话的なボード,根轨迹,およびニコルスグラフィカルエディタでコントローラー极,零点,ゲインを追加,修正,削除して,コントローラーを设计します。
补偿器调整
金宝appSimulink中でモデル化されたPIDコントローラーのゲインを自动的に调整します.Simulink控制设计の制御システム调整器アプリまたはコマンドラインツールを使用し,Simulink中で任意の数のフィードバックループに分散された制御要素のゲインとダイナミクスを自动的に调整します。
新機能
ライブエディタータスク
モデルの変换と制御设计タスクを対话型で実行し,MATLABコードをライブスクリプトで生成
これらの機能および対応する関数の詳細については,リリースノートを参照してください。