Control System Toolbox

Control System Toolbox предоставляет алгоритмы и приложения для систематического анализа, проектирования и настройки линейных систем управления. Cистема может быть представлена как передаточная функция, пространство состояний, усиление нулевого полюса или модель частотной характеристики. Приложения и функции, такие как график реакции на ступенчатое воздействие и график Боде, позволяют анализировать и визуализировать поведение системы во временной и частотной областях.

Вы можете настроить параметры компенсатора, используя интерактивные методы, такие как формирование ЛЧХ разомкнутой системы и метод корневого годографа. Control System Toolbox автоматически настраивает компенсаторы SISO и MIMO, включая ПИД-регуляторы. Компенсаторы могут включать несколько перестраиваемых блоков, охватывающих несколько контуров обратной связи. Можно настроить контроллеры с табличным управлением и указать несколько целей настройки, таких как отслеживание эталона, подавление помех и допустимые пределы устойчивости. Для проверки правильности настройки доступны проверки времени нарастания, перерегулирования, время установки, усиления и запаса по фазе, а также другие проверки.

Control System Toolbox

Линейные модели

Дискретизация непрерывной системы с использованием Control System Toolbox
Дискретизация непрерывной системы с использованием Control System Toolbox
Дискретизация непрерывной системы с использованием Control System Toolbox Дискретизация непрерывной системы с использованием Control System Toolbox

Control System Toolbox позволяет создавать линейные модели систем управления, используя передаточные функции, пространства состояний и другие представления линейных систем. Моделируются SISO или MIMO непрерывные или дискретные системы. Непрерывные модели могут быть дискретизированы при помощи команд MATLAB или интерактивных задач Live Editor. Порядок системы может быть сокращен с сохранением динамики при помощи приложения Model Reducer.

Линейный анализ

Расчет запаса по фазе и иных частотных характеристик
Расчет запаса по фазе и иных частотных характеристик

Control System Toolbox позволяет проводить линейный анализ системы и вычислять такие характеристики как время уставки, перерегулирование время нарастания и др. а также проводить анализ устойчивости. Доступен анализ как во временной, так и в частотных областях. При помощи приложения Linear System Analyzer позволяет просматривать и сравнивать различные характеристики линейных систем.

Расчет запаса по фазе и иных частотных характеристик Расчет запаса по фазе и иных частотных характеристик

ПИД-регуляторы

Настройка PID-регулятора с двумя степенями свободы (сплошная линия) и сравнение его с PID-регулятором с одной степенью свободы (пунктирная линия) в приложении PID Tuner
Настройка PID-регулятора с двумя степенями свободы (сплошная линия) и сравнение его с PID-регулятором с одной степенью свободы (пунктирная линия) в приложении PID Tuner
Настройка PID-регулятора с двумя степенями свободы (сплошная линия) и сравнение его с PID-регулятором с одной степенью свободы (пунктирная линия) в приложении PID Tuner Настройка PID-регулятора с двумя степенями свободы (сплошная линия) и сравнение его с PID-регулятором с одной степенью свободы (пунктирная линия) в приложении PID Tuner

Control System Toolbox позволяет автоматически подобрать коэффициенты усиления ПИД-регулятора с помощью приложения PID Tuner, интерактивных задач Live Editor или функций командной строки. Для настройки ПИД-регулятора проводится идентификация объекта управления при помощи System Identification Toolbox. Доступна настройки дискретных и непрерывных ПИД-регуляторов с одной и двумя степенями свободы.

Разработка компенсаторов

Приложение Control System Designer
Приложение Control System Designer

Приложение Control System Designer служит для интерактивного проектирования и анализа систем управления с одним входом и выходом. По мере настройки регулятора визуализируются и обновляются отклики разомкнутого и замкнутого контуров, их частотные и другие характеристики.

Приложение Control System Designer
Приложение Control System Designer

Автоматическая настройка систем управления

Разработка регулятора, устойчивого к изменениям параметров объекта управления
Разработка регулятора, устойчивого к изменениям параметров объекта управления
Разработка регулятора, устойчивого к изменениям параметров объекта управления Разработка регулятора, устойчивого к изменениям параметров объекта управления

Приложение System Control Tuner или функции командной строки используются для моделирования и настройки архитектур систем управления SISO или MIMO с помощью простых настраиваемых элементов, таких как коэффициенты усиления, ПИД-регуляторы или фильтры низкого порядка. Автоматическая настройка параметров контроллера осуществляется для удовлетворения обязательных требований (проектных ограничений) и наилучшего удовлетворения оставшихся требований (целей).

Табличное управление

Библиотека для моделирования регуляторов с табличным управлением
Библиотека для моделирования регуляторов с табличным управлением

Control System Toolbox позволяет проектировать и настраивать регуляторы с изменяющимися коэффициентами для нелинейных или изменяющихся во времени установок. Доступна автоматическая настройка поверхности коэффициентов усиления для удовлетворения требований к производительности во всем рабочем диапазоне системы и достижения плавных переходов между рабочими точками.

Библиотека для моделирования регуляторов с табличным управлением
Библиотека для моделирования регуляторов с табличным управлением

Оценка состояния и проектирование LQG-регуляторов

Control System Toolbox позволяет разрабатывать непрерывные и дискретные линейно-квадратичные (LQR) регуляторы и линейно-квадратичные-гауссовые (LQG) регуляторы. Вычисляются матрицы усиления обратной связи для размещения полюсов замкнутого контура в требуемых местах. Для оценки состояния инструмент позволяет проектировать и моделировать линейные стационарные и изменяющиеся во времени фильтры Калмана. Для оценки состояний нелинейных систем используются расширенные фильтры Калмана и фильтры частиц.

${message}

${message}