倒立摆系统的Simscape多体模型

该模型的金宝appSimulink对倒立摆，spe_mech_invpend，如下所示。

倒立摆型号说明

摆锤系统有一个在水平面上摆动的手臂，由直流电机驱动。手臂的目的是为摆动的摆提供一个平衡力矩，使摆保持直立的位置。对摆臂和摆臂的角度进行监控，并作为反馈控制系统的运动。对于这个例子，我们将只集中于估计不受控制系统的参数如下所示。

该系统使用的Simscape多体建模。还有在这个系统建模两具尸体。本机由表示所述转动臂，而另一个表示摆锤一体的。所述体通过转动关节该约束相对于彼此的各机构的动作相连。输入电压被输送到DC马达提供的转矩以旋转臂。

电机被建模为一个转矩增益Kt。摆的手臂已批量生产马,惯性简森-巴顿和长度[R。钟摆长度lp和大众国会议员。对于此示例的阻尼在使用增益的转动关节建模KDA和KDP。系统的输出是手臂和摆的角度。

在这个例子中，我们将使用不同的参数设置每个估计运行两个估计。这使我们能够定制我们的估计，可能会导致更有效的解决方案。

估计数据

在倒立摆模型的左上角双击橙色块启动参数估计的工具，预装了该项目的数据。此配置有测量实验数据估计。对于其他用途，您可以从各种来源导入实验数据集，包括MATLAB®变量、MAT文件、Excel®文件或逗号分隔值文件。它还配置了验证数据验证我们将在以后使用，估计之后。所测量的数据在估计如图所示。在这个例子中，只有一个数据集用于估计。

该实验的情节也被用来查看测量数据如何做好当前的模型相匹配。请点击图模型反应在参数估计选项卡显示在试验小区的模拟信号数据。模拟不匹配所测量的数据，显示出模型参数需要被估算。

定义变量

下一步是定义变量的估计。这将建立其仿真的参数进行调整，并规范其值的任何规则。请点击选择参数在参数估计选项卡。对于我们的倒立摆例子，我们已经选择了扭矩增益参数，Kt估计。因为我们从物理的角度知道这个参数不可能是负的，所以我们把它的下限设为零。

第一次评估

随着指定的估计参数，我们选择的实验使用的估计。请点击选择实验在参数估计选项卡，选择名为实验估计对于估计。

我们现在准备开始我们的估计。请点击估计在参数估计选项卡启动评估。估计将不断迭代参数值，直到估计收敛并终止。

下面给出了情节的实验数据与仿真数据覆盖。模拟数据来自与估计的参数模型Kt。估计结果表明，第一输出匹配（手臂的位置），但是我们可以看到，第二个输出（摆的位置）并没有表现出非常满意的效果。显然，额外估计需要获得更好的效果。

设置额外估计

这一次，我们将离开扭矩增益，Kt，恒定并估计该模型的其他参数。请点击选择参数在参数估计选项卡。取消Kt，并检查其他参数，如下图所示。

请点击估计启动新的估计。第二估计的结果如下所示。

这显然是一个更好的结果。这表明，为了完成一个估计任务，没有必要在同一时间来估算模型中的所有参数。我们可以同时运行多个估计保持某些参数不变，同时改变他人。

验证

根据其他数据集验证结果是很重要的。一个成功的估计不仅要匹配用于估计的实验数据，还要匹配在实验中收集的其他数据集。一个实验命名验证已经为这个项目创建了。请点击添加图在参数估计标签，并选择验证查看数据。

请点击图模型反应看到模拟输出叠加上的数据。下面展示了如何倒立摆系统响应验证输入数据的数字。验证表明，该模型不处理输入的验证数据阱的较低频率和模型参数被成功估计。

结论

这个例子显示了参数估计的用于分割估计任务分成多个估计的灵活性。这使得在不同的参数设置，可以在估计给定模型的速度帮助运行估计。

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