控制系统的MATLAB和Simulink

设计、测试和实施控制系统

控制系统工程师使用MATLAB®和仿真软件®在开发的所有阶段——从工厂建模到设计和调优控制算法和监控逻辑,一直到自动代码生成和系统验证、验证和测试的部署。MATLAB和Simulink提供:

  • 一个多域框图环境,用于建模工厂动态,设计控制算法,运行闭环仿真
  • 使用系统识别或物理建模工具进行工厂建模
  • 预构建的函数和交互式工具,用于分析超调、上升时间、相位裕度、增益裕度和其他性能和稳定性特征在时域和频域
  • 根轨迹,波德图,LQR, LQG,鲁棒控制,模型预测控制,以及其他设计和分析技术
  • 自动整定PID,增益计划,和任意SISO和MIMO控制系统
  • 用于执行调度、模式切换和故障检测、隔离和恢复(FDIR)的监控逻辑的建模、设计和仿真

建立和模拟植物动力学模型

利用MATLAB和Simulink建立精确的植物模型。使用各种受支持的建模方法描述工厂的复杂动态,并为工厂中的每个组件使用最适当的方法来创建系统级工厂模型。

当您不知道模型的详细结构时,使用系统识别从输入-输出数据估计工厂动态。或者,创建复杂的多域植物模型,而不必推导基本的第一性原理方程物理建模工具.使用表示机械、电气、磁、液压、气动和热组件的块来映射系统的组件地形和物理连接。

建立和模拟植物动力学模型

设计和调整反馈补偿器

设计和调整反馈补偿器

分析和开发闭环补偿器,并评估关键性能参数,如超调、上升时间和稳定裕度。修剪和线性化非线性Simulink模型。您还可以建模并分析不确定性对您的模型的性能和稳定性的影响。

利用波德图、根轨迹和其他线性控制设计技术,在仿真模型或测试硬件上自动调优PID控制器。预先构建的工具可以自动调优分散多变量控制器,并利用先进的控制策略,如模型预测控制和鲁棒控制。利用优化方法计算控制器增益以满足上升时间和超调量的约束。


监控逻辑的设计与仿真

使用Stateflow®建模、设计和模拟控制系统中的监视逻辑,该逻辑计划控制器的操作,控制系统的操作模式,并执行故障检测、隔离和恢复(FDIR)。

使用图形化编辑器将逻辑构建为状态机或流程图。您还可以组合图形和表格表示,包括状态转换图、流程图、状态转换表和真值表,以建模系统如何对事件、基于时间的条件和外部输入信号做出反应。通过使用状态图动画来突出显示模型中的活动状态和转换,可视化模拟期间的系统行为。

监控逻辑的设计与仿真

将设计部署到嵌入式控制器

将设计部署到嵌入式控制器

一旦你设计了你的控制系统算法,你可以改进它们的实现。可以指定设计的定点数据类型属性,以便用定点算法实现它。在闭环桌面模拟中验证控制算法后,通过自动生成C、结构化文本或HDL代码,将它们部署到生产微控制器、plc和fpga中。

你可以不断地测试和验证你的控制系统。通过在嵌入式控制器上运行控制算法,并在连接到控制器的目标计算机上实时运行工厂模型,进行硬件在环(HIL)测试。你可以进一步验证和测试你的控制系统形式验证方法。


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