Robust Control Toolbox

Progettare controllori robusti per impianti con parametri incerti

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Robust Control Toolbox™ fornisce funzioni e blocchi per l’analisi e la regolazione di sistemi di controllo di performance e robustezza in presenza di impianti con parametri incerti. Puoi creare modelli incerti combinando le dinamiche nominali con elementi incerti, per esempio parametri incerti o dinamiche non modellate. Puoi analizzare l’impatto dell’incertezza del modello dell’impianto sulle prestazioni dei sistemi di controllo e identificare le combinazioni peggiori degli elementi incerti. Le tecniche H-infinito e mu-sintesi consentono di progettare controllori che massimizzano la stabilità robusta e le prestazioni.

Il toolbox aggiunge la regolazione robusta alle funzionalità di regolazione automatica di Control System Toolbox™. I controllori regolati possono essere decentralizzati con più blocchi regolabili che interessano più cicli retroazione. Puoi ottimizzare la performance per l’impianto nominale mantenendo prestazioni minime inferiori per l’intero intervallo di incertezza.

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Modellare e quantificare l’incertezza dell’impianto
Eseguire analisi di robustezza
Progettare e regolare controllori robusti
Ridurre l’ordine di impianti e controllori

Modellare e quantificare l’incertezza dell’impianto

Acquisisci non solo il comportamento tipico, o nominale, del tuo impianto, ma anche il grado di incertezza e variabilità.

Costruisci modelli incerti dettagliati combinando le dinamiche nominali con elementi incerti, per esempio parametri incerti o dinamiche trascurate. Rappresenta i sistemi incerti utilizzando modelli state-space e funzioni di trasferimento incerte.

Aggiungi incertezze durante la fase di linearizzazione dei modelli Simulink designando alcuni blocchi come incerti.

Costruire e manipolare modelli incerti

Modellare una famiglia di risposte in frequenza come un sistema incerto

Linearizzare un blocco Simulink in un modello incerto

Linearizzazione di modelli Simulink con incertezza

Diagramma di Bode di un sistema con parametri incerti.

Eseguire analisi di robustezza

Analizza l’effetto dell’incertezza su stabilità e prestazioni.

Performance e stabilità robusta

Calcola i margini basati su disco, sia di guadagno che di fase, dei cicli di retroazione SISO e MIMO. Quantifica l’effetto dell’incertezza sulle prestazioni e sulla stabilità del tuo sistema di controllo. Calcola i margini di performance e stabilità robusta per l’incertezza specifica del sistema.

Margini di stabilità di un modello Simulink

Stabilità robusta, performance robusta e mu-analisi

I margini del disco offrono un’immagine più completa della stabilità robusta rispetto ai margini di fase e guadagno.

Analisi del caso peggiore

Identifica le combinazioni peggiori di valori di elementi incerti. Calcola i valori del caso peggiore del tracking error, sensibilità e margini del disco. Metti a confronto lo scenario nominale con quello peggiore.

Robustezza di un controllore servo di un motore CC

Analisi di robustezza MIMO

Reiezione di un disturbo a scalino nel caso nominale e nel caso peggiore.

Analisi Monte Carlo

Genera campioni casuali di un sistema incerto entro l’intervallo di incertezza specificato. Visualizza l’effetto dell’incertezza sulle risposte del sistema nel dominio del tempo e della frequenza. Utilizza il blocco Uncertain State Space per inserire l’incertezza in Simulink ed eseguire simulazioni Monte Carlo.

Generare campioni di sistemi incerti

Analisi di robustezza in Simulink

Diagramma di Nyquist di sistemi campionati.

Progettare e regolare controllori robusti

Sintetizza e regola automaticamente controllori centralizzati o distribuiti.

H-infinito e mu-sintesi

Sintetizza controllori MIMO robusti utilizzando algoritmi come H-infinito e mu-sintesi.

Ottimizza le prestazioni H-infinito di strutture di controllo fisse. Automatizza le attività di loop-shaping utilizzando la sensibilità mista o gli approcci Glover-McFarlane.

Controllo robusto di una sospensione attiva

Sintesi H-infinito di una struttura fissa con HINFSTRUCT

Controllo dell’asse laterale di un aeromobile mediante la mu-sintesi

Progettazione di controlli con loop-shaping di un modello di aeromobile

Modello incerto ad anello chiuso con controller H-infinito.

Modello incerto a ciclo chiuso con controllore H-infinito.

Regolazione robusta di sistemi di controllo incerti

Specifica i requisiti di regolazione quali tracking performance, reiezione del disturbo, attenuazione del rumore, smorzamento dei poli ad anello chiuso e margini di stabilità. Regola simultaneamente più modelli di impianti o configurazioni di controllo. Massimizza le prestazioni su un intervallo di parametri dell’impianto. Valuta la robustezza dei controllori nei grafici di risposta nel dominio del tempo e della frequenza.

Regolazione robusta con l’applicazione Control System Tuner (4:43)

Regolazione robusta del controllore di motori in corrente continua

Regolazione per più valori di parametri dell’impianto

Controllo robusto delle vibrazioni in una trave flessibile

Control System Tuner con multiple variazioni di parametri (risposta tarata).

Ridurre l’ordine di impianti e controllori

Semplifica i modelli di controllori o impianti conservando le dinamiche essenziali.

Riduci l’ordine dei modelli utilizzando metodi di errore additivi o moltiplicativi in base ai valori singolari di Hankel del sistema. Riduci l’ordine dei controllori generati da algoritmi H-infinito e mu-sintesi per eliminare gli stati superflui preservando le dinamiche essenziali.

Semplificare modelli di impianti di ordine superiore

Approssimare un modello di impianto tramite metodi di errore additivi

Approssimare un modello di impianto tramite metodi di errore moltiplicativi

Diagrammi di Bode che mettono a confronto l’ampiezza e la fase dei modelli originali e di ordine ridotto per le dinamiche di movimento dei corpi rigidi di un edificio multipiano.

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