使用模型线性器批量线性化参数值变化模型
方法的使用模型线性化电路批量线性化Simulink®模型。您可以改变模型参数值,并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循环。每个回路包括一个PI控制器。植物模型,G1(外循环)和G2(内环),为LTI模型。在本例中,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对于模型
在MATLAB中®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
为了分析内环的行为,利用内环PI控制器的增益,C2
.通过检查控制器块可以看到,比例增益是变量Kp2
,积分增益为Ki2
.对于每个增益的两个不同值,检查内部循环的性能。
在参数的变化下拉列表,单击选择不同的参数
.
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
.
所选变量显示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)
对来线性化。这些参数-值组合被称为参数样本.当你线性化时,模型线性化电路计算有多少参数样本或表中的行就有多少线性模型。
指定用于线性化模型的参数样本。对于本例,指定4(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,在表中选择一行。然后,选择插入行>插入下面一行两次。
编辑表中的值以指定这四个(Ki2 Kp2)
对。
提示
有关指定参数值的详细信息,请参见为批量线性化指定参数样本
分析内环闭环响应
为了分析内环性能,从内环输入中提取传递函数u1
到工厂内部产量y2
,在外环打开时计算。要指定此I/O用于线性化,请使用线性分析选项卡,在分析I / o下拉列表,选择创建新的线性化I/ o
.
指定I/O集:
的输入摄动点
u1
的输出测量点
y2
循环中断
e1
通过键入来命名I/O集InnerLoop
在变量名“创建线性化I/O设置”对话框中的字段。对话框配置如下所示。
提示
有关指定线性化I/ o的详细信息,请参见指定要线性化的模型部分.
点击好吧.
现在您已经指定了内部循环的参数变化和分析I/O集,接下来线性化模型并检查阶跃响应图。点击一步.
模型线性化电路线性化您在“参数变化”表中指定的每个参数样本的模型。一个新变量,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。该图显示了中所有项的阶跃响应linsys1
.该图让您了解在参数网格所覆盖的操作范围内系统的阶跃响应范围。
改变外环控制器增益
检查级联控制系统的整体性能变化值的外环控制器,C1
.要做到这一点,就要改变系数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,然后勾选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.在值列的“生成参数值”表中,输入一个表达式,指定每个参数的可能值。例如,变化Kp1
而且Ki1
输入标称值的±50%,输入表达式如下所示。
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,来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。
因为你想检查系统的整体闭环传递函数,创建一个新的线性化I/O集。在线性分析选项卡,在分析I / o下拉列表,选择创建新的线性化I/ o
.配置r
作为输入摄动点,和系统输出y1m
作为输出测量。点击好吧.
将模型与参数变化线性化,并检验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数组生成新的图形,linsys2
.
阶梯图显示了数组中每个模型的响应。该图让您了解在参数网格所覆盖的操作范围内系统的阶跃响应范围。
请注意
尽管新的图表反映了新的参数变化,步骤1
而且linsys1
是不变的。该图和数组仍然反映了由内环参数变化得到的线性化。
批处理线性化结果的进一步分析
这两个批处理线性化的结果,linsys1
而且linsys2
的状态空间数组(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:
如中所述,创建其他分析图,如波德图或脉冲响应图使用模型线性器响应图分析结果.
在分析图中检查单个反应,如在模型线性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,您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控件设计工具,如
pidtune
或控制系统设计者,为线性化系统设计控制器。
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。