一个操作点动态系统的初始状态和模型在特定时间的根级输入信号。有关操作点的更多信息,请参见操作点.
要找到稳态工作点,可以使用基于优化的搜索或模拟快照。
您可以使用数值优化方法计算稳态工作点(或平衡工作点),以满足您的规范。由此产生的工作点由平衡状态值和相应的模型输入水平组成。一个成功的工作点搜索可以找到一个非常接近真实稳态解的工作点。
当您了解工作点状态以及相应的模型输入和输出信号级别时,可以使用基于优化的搜索。你可以使用这些知识来指定平衡时以下变量的初始猜测或约束条件:
初始状态值
州在平衡时
状态值、输入级别和输出级别的最大或最小界限
已知(固定)状态值、输入电平或输出电平
你的工作点搜索可能不会收敛到一个稳态工作点overconstrain通过指定:
对远离期望的稳态工作点的稳态工作点值的初始猜测。
不相容的输入、输出或平衡状态约束。
您可以通过配置优化算法设置来控制工作点搜索的准确性。
你可以通过模拟你的模型来计算稳态的工作点,直到它达到稳态状态。为此,指定接近理想稳态工作点的模拟初始条件。
当模拟达到稳定状态所需的时间足够短时,使用模拟快照。该算法在仿真达到稳态时提取工作点值。
当指定以下参数时,基于模拟的计算将产生较差的工作点结果:
将模型驱动到稳态的仿真时间不够长。
不使模型达到真正均衡的初始条件。
通常可以将模拟快照和基于优化的搜索结合起来,以改进操作点结果。例如,模拟您的模型,直到它达到稳定状态的邻域,并使用生成的模拟快照来定义基于优化的搜索的初始条件。
请注意
如果你的模型金宝app®模型有内部状态,不要在从模拟快照计算的操作点上线性化模型。相反,尝试使用模拟快照或基于优化的搜索的操作点来线性化模型。有关更多信息,请参见用内部状态表示处理块.
当计算稳态工作点时,不是所有的状态都需要处于平衡状态。钟摆就是这样一个系统,它可以找到一个所有状态都处于稳定状态的工作点。然而,对于其他类型的系统,可能不存在所有状态都处于平衡状态的工作点,应用程序也不要求所有的工作点状态都处于平衡状态。
例如,假设您为一个巡航控制应用程序构建一个汽车模型,该模型具有以下状态:
车辆位置和速度
进入发动机的燃料和空气流量
如果你的目标是研究恒定巡航速度下的汽车行为,你需要一个在稳定状态下的速度、空气流量和燃油流量的工作点。然而,车辆的位置不是在稳态,因为车辆是在匀速运动。由于位置对巡航控制行为没有显著影响,因此缺少稳态位置变量对巡航控制应用是很好的。在这种情况下,您不需要通过要求所有状态都处于平衡状态来过度约束操作点的优化搜索。
航空航天系统在分析飞机在不同机动下的动力学时也会出现类似的情况。
金宝app仿真软件控制设计™允许您在命令行上以编程方式搜索Simulink模型的操作点,或者使用两个应用程序中的一个以金宝app交互方式搜索。
搜索工具 | 什么时候使用 |
---|---|
findop |
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稳态经理 |
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模型线性化电路 |
|
金宝app仿真软件提供了修剪
稳态工作点搜索命令。然而,findop
在金宝app仿真软件控制设计提供了几个优于使用修剪
当执行基于优化的操作点搜索时。
金宝app仿真软件控制设计操作点搜索 | 金宝appSimulink工作点搜索 | |
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用户界面 | 是的 | 没有,只有修剪 是可用的。 |
多种优化方法 | 是的 | 没有-只有一种优化方法 |
使用上界和下界约束状态、输入和输出变量 | 是的 | 没有 |
指定未连接到根模型输出端口的块的输出值 | 是的 | 没有 |
离散状态模型的稳定工作点 | 是的 | 没有 |
模型参考支持金宝app | 是的 | 没有 |
Simscape™多体™集成 | 是的 | 没有 |