使用模型线性化器批量线性化参数值变化模型
的用法模型线性化电路批量线性化Simulink®模型。改变模型参数值,从模型中获得多个开环和闭环传递函数。
的scdcascade
本例中使用的模型包含一对级联反馈控制环。每个回路包括一个PI控制器。工厂模型,G1(外环)和G2(内循环),都是LTI模型。在本例中,您使用模型线性化电路改变PI控制器参数,分析内环和外环动力学。
开放模型线性化电路为模型
在MATLAB®命令行打开Simulink模型。
mdl =“scdcascade”;open_system (mdl)
打开模型线性化电路,在Simulink模型窗口中,在应用程序画廊,点击模型线性化电路.
改变内环控制器增益
为了分析内环的性能,针对内环PI控制器的增益,C2
.如你所见,通过检查控制器块,比例增益是变量Kp2
,积分增益为Ki2
.检查每个增益的两个不同值的内部循环的性能。
在参数的变化下拉列表中,单击选择要更改的参数
.
的参数的变化选项卡打开。点击管理参数.
在选择模型变量对话框中,勾选要更改的参数,Ki2
而且Kp2
.
所选变量出现在参数的变化表格表中的每一列都对应于一个选定的变量。表中的每一行代表一个(Ki2 Kp2)
对上进行线性化。这些参数-值组合称为参数样本.线性化时,模型线性化电路计算表中有多少参数样本或行就有多少线性模型。
指定要使模型线性化的参数样本。对于本例,指定四个(Ki2 Kp2)
对,(Ki2 Kp2)
=(3.5,1),(3.5,2),(5,1)和(5,2)。手动在表中输入这些值。为此,请在表中选择一行。然后,选择插入行>下面插入一行两次。
编辑表中的值,如所示指定这四个值(Ki2 Kp2)
对。
提示
有关指定参数值的详细信息,请参见指定批量线性化的参数样本
分析内环闭环响应
为了分析内环的性能,从内环输入中提取传递函数u1
到工厂内部的产量y2
,当外环打开时计算。为线性化指定此I/O,请在线性分析选项卡,分析I / o下拉列表中,选择创建新的线性化I/ o
.
通过创建指定I/O集:
的输入扰动点
u1
的输出测量点
y2
循环中断
e1
通过键入命名I/O集InnerLoop
在变量名“创建线性化I/O设置”对话框中的字段。对话框的配置如下所示。
提示
有关指定线性化I/ o的更多信息,请参见指定部分模型要线性化.
点击好吧.
现在您已经指定了参数变化和内部循环的分析I/O集,将模型线性化并检查阶跃响应图。点击一步.
模型线性化电路在“参数变化”表中指定的每个参数样本上线性化模型。一个新的变量,linsys1
,出现在数据浏览器的线性分析工作区部分。此变量是状态空间(党卫军
)模型,每人一个(Ki2 Kp2)
对。图中显示了所有条目的步长响应linsys1
.这个图让您了解在参数网格覆盖的操作范围内系统的阶跃响应的范围。
改变外环控制器增益
检查级联控制系统的整体性能变化的外环控制器的值,C1
.为此,改变系数Ki1
而且Kp1
,同时保持Ki2
而且Kp2
固定在模型中指定的值。
在参数的变化选项卡上,单击管理参数.清除Ki2
而且Kp2
复选框,检查Ki1
而且Kp1
.点击好吧.
使用模型线性化电路自动生成参数值。点击生成值.在值“生成参数值”表的列中,输入指定每个参数可能值的表达式。例如,不同Kp1
而且Ki1
输入其标称值的±50%,如所示。
的所有的组合网格化方法生成一个完整的参数网格(Kp1 Ki1)
对,计算指定值的所有可能组合的线性化。点击覆盖将参数变化表中的所有值替换为生成的值。
因为您想要检查系统的整体闭环传递函数,所以创建一个新的线性化I/O集。在线性分析选项卡,分析I / o下拉列表中,选择创建新的线性化I/ o
.配置r
作为摄动点的输入,和系统的输出y1m
作为一种输出测量。点击好吧.
线性化模型与参数的变化,并检查得到的模型的阶跃响应。点击一步为了线性化并为新的模型阵列生成一个新的图,linsys2
.
阶梯图显示了数组中每个模型的响应。这个图让您了解在参数网格覆盖的操作范围内系统的阶跃响应的范围。
请注意
尽管新的图反映了新的参数变化,图1步
而且linsys1
是不变的。该图形和数组仍然反映了通过内环参数变化获得的线性化。
分批线性化结果的进一步分析
两个批线性化的结果,linsys1
而且linsys2
,是状态空间的数组(党卫军
)模型。使用这些数组以以下任何一种方式进行进一步分析:
创建额外的分析图,如波德图或脉冲响应图,如使用模型线性化响应图分析结果.
在分析图中检查个体反应在模型线性化器中分析批量线性化结果.
将数组从线性分析工作空间拖到MATLAB工作空间。
然后可以使用控制系统工具箱™控件设计工具,例如线性系统分析仪App,分析线性化结果。或者,使用控制系统工具箱等控制设计工具
pidtune
或控制系统设计,设计线性化系统的控制器。
也看到验证批处理线性化结果有关在MATLAB工作空间中验证线性化结果的信息。