Control System Toolbox

 

Control System Toolbox

Progettazione e analisi di sistemi di controllo

Il video dura 2:00

Modellazione di sistemi dinamici

Crea modelli lineari del tuo sistema di controllo sotto forma di funzioni di trasferimento, modelli nello spazio degli stati (sparsi), modelli LPV e LTV e altre rappresentazioni. Discretizza e ricampiona i modelli. Semplifica l’analisi e la progettazione dei controlli riducendo l’ordine dei modelli.

Analisi lineare

Visualizza il comportamento del sistema nel dominio del tempo e della frequenza. Calcola le caratteristiche di sistema come il tempo di salita, l’overshoot e il tempo di assestamento. Analizza la stabilità del sistema calcolando i margini di fase e guadagno e la frequenza di crossover.

Regolazione PID

Regola automaticamente i guadagni dei controller PID per equilibrare prestazioni e robustezza usando l’app PID Tuner o le funzioni della riga di comando. Regola i controller continui o discreti e i controller PID a due gradi di libertà (2-DOF)

Progettazione di compensatori

Progetta e analizza in modo interattivo controller SISO (single-input, single-output) con l’app Control System Designer, usando metodi di regolazione automatica. Regola graficamente componenti di controllo comuni usando il luogo delle radici, i diagrammi di Bode e i grafici di Nichols.

Stima dello stato e progettazione dei controlli nello spazio degli stati

Usa metodi di progettazione dei controlli nello spazio degli stati, come gli algoritmi di posizionamento dei poli e LQR/LQG. Stima gli stati del sistema usando osservatori, compresi i filtri di Kalman lineari e non lineari.

Sincronizzazione multi-loop e multiobiettivo

Sincronizza automaticamente le strutture di controllo decentralizzate SISO e MIMO arbitrarie, modellate in MATLAB o Simulink, per soddisfare i requisiti di progettazione nel dominio del tempo e della frequenza utilizzando l’app Control System Tuner.

Pianificazione dei guadagni

Progetta controller gain-scheduled per impianti non lineari o variabili nel tempo. Specifica i requisiti e regola automaticamente i coefficienti della superficie di guadagno. Convalida i risultati della regolazione sull’intero intervallo operativo del tuo progetto.

Progettazione di controlli in Simulink

Analizza e regola i sistemi di controllo modellati in Simulink e analizzane le caratteristiche nel dominio del tempo e della frequenza usando Simulink Control Design. Linearizza i modelli Simulink e calcola le risposte nel tempo e nella frequenza. Regola in modo grafico o automatico i cicli di feedback modellati in Simulink.

Galleria di immagini che mostrano il modello dello spazioplano HL-20 in Simulink, coefficienti della superficie di guadagno regolati e confronti delle prestazioni di tracking riferimento.

Applicazioni di riferimento

Usa esempi di applicazioni di riferimento per sistemi di controllo del volo, l’elettronica di potenza, la robotica e altre applicazioni per progettare e analizzare controller per sistemi modellati in MATLAB e Simulink.

“Simulink ci ha permesso di produrre un sistema di controllo stabile in tempi brevi. Abbiamo modellato l’intero sistema, compresa una macchina a stati e controlli PI a cascata. Abbiamo affinato questo modello per migliorare la robustezza e i tempi di risposta, poi lo abbiamo verificato con l’RCP e infine abbiamo generato codice embedded.”

FAQ su Control System Toolbox

Control System Toolbox è un prodotto aggiuntivo per MATLAB che consente di modellare, analizzare, progettare e regolare in modo sistematico sistemi di controllo lineari. Fornisce un insieme completo di algoritmi e app interattive per lavorare con sistemi dinamici rappresentati come funzioni di trasferimento, modelli nello spazio di stato, modelli zero-polo-guadagno e modelli di dati di risposta in frequenza (FRD).

È possibile rappresentare il sistema come funzione di trasferimento, modello nello spazio di stato, modello zero-polo-guadagno, modello di dati di risposta in frequenza (FRD) oppure come modelli Linear Parameter Varying (LPV) e Linear Time Varying (LTV), sia nel dominio continuo sia in quello discreto.

È possibile visualizzare il comportamento del sistema utilizzando app e funzioni come grafici della risposta al gradino, diagrammi di Bode, diagrammi del luogo delle radici, diagrammi di Nichols e diagrammi di Nyquist, nonché calcolare caratteristiche quali tempo di salita, sovraelongazione, tempo di assestamento e margini di guadagno e di fase.

Sì. Il toolbox mette automaticamente a punto controller PID SISO e MIMO utilizzando l'app PID Tuner o funzioni da riga di comando per bilanciare prestazioni e robustezza.

È possibile utilizzare tecniche interattive come il Bode loop shaping, il metodo del luogo delle radici e l'app Control System Designer per la taratura grafica dei controller.

Sì. Il toolbox supporta la progettazione di sistemi di controllo SISO e MIMO, inclusa la taratura automatica di strutture di controllo decentralizzate con più anelli di retroazione.

Il toolbox include metodi di progettazione del controllo nello spazio di stato quali LQR/LQG e algoritmi di posizionamento dei poli, oltre alla stima dello stato mediante filtri di Kalman lineari e non lineari.

Sì. È possibile progettare controller con gain scheduling per impianti non lineari o variabili nel tempo, specificare requisiti, regolare automaticamente i coefficienti delle superfici di guadagno e convalidare i risultati sull'intero intervallo operativo.

Sì. Control System Toolbox supporta workflow di generazione automatica del codice. I controller progettati e convalidati in MATLAB possono essere distribuiti su hardware embedded utilizzando MATLAB Coder o Simulink Coder, supportando il passaggio dalla progettazione all'implementazione in produzione.

Con Simulink Control Design è possibile linearizzare modelli Simulink, analizzare le caratteristiche nel dominio del tempo e della frequenza e tarare graficamente o automaticamente gli anelli di retroazione modellati in Simulink.

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