Simulink Control Design

 

Simulink Control Design

Linearizzazione di modelli e progettazione di sistemi di controllo

Inizia ora:

Controllo PID

Regola automaticamente i controller PID in un modello Simulink

Sincronizzazione PID Model-Based

Utilizza l'applicazione PID Tuner per linearizzare automaticamente i modelli Simulink e calcolare i guadagni dei blocchi di controller PID con un solo clic. È possibile perfezionare interattivamente le prestazioni del controller regolando la larghezza di banda (velocità di risposta) e il margine di fase (robustezza) per soddisfare i requisiti di progettazione.

Stima della dinamica dell'impianto dai dati di simulazione

Per i modelli Simulink che non si linearizzano a causa di discontinuità come la modulazione di larghezza d'impulso (PWM), utilizza l'applicazione PID Tuner per creare un modello di impianto lineare dai dati di input-output di simulazione utilizzando l'identificazione del sistema (è necessario System Identification Toolbox™).  In alternativa, regola automaticamente i guadagni del controller PID sulla base di una risposta in frequenza stimata del tuo modello di impianto.

Sincronizzazione automatica PID in tempo reale

Utilizza il blocco Closed-Loop PID Autotuner per regolare automaticamente i guadagni PID in tempo reale sulla base delle risposte in frequenza dell'impianto stimate dagli esperimenti hardware. Genera codice C per implementare l'algoritmo di sincronizzazione nel software embedded. Conduci esperimenti in tempo reale sull'hardware dell'impianto e calcola automaticamente i guadagni del controller PID senza Simulink nel loop (è necessario Simulink Coder™).

Progettazione di compensatori

Sincronizza i loop di controllo SISO direttamente in Simulink utilizzando gli strumenti di sincronizzazione grafica e automatica

Progettazione interattiva

Modella una struttura di controllo arbitraria nel tuo modello Simulink utilizzando Guadagno, Funzione di trasferimento, Stato degli spazi, Controller PID e altri blocchi regolabili. Regola graficamente i loop discreti o continui utilizzando i diagrammi del luogo delle radici, i diagrammi di Bode e i grafici di Nichols. Aggiorna il modello Simulink con i guadagni regolati e verifica il tuo progetto con la simulazione.

Progettazione multi-loop

Regola interattivamente i controller con più loop SISO e specifica le aperture dei loop senza modificare il tuo modello Simulink. È possibile visualizzare le interazioni di loop e gli effetti di accoppiamento mentre si sincronizzano i parametri per ottimizzare le prestazioni complessive.

Progettazione di Bode per controller multi-loop

Sincronizzazione automatica

Regola automaticamente i controller decentralizzati modellati in Simulink per soddisfare i requisiti di progettazione.

Loop SISO e MIMO

Regola automaticamente strutture di controllo SISO e MIMO arbitrarie utilizzando l’applicazione Control System Tuner o le funzioni della riga di comando. È possibile regolare architetture di controllo decentralizzate con semplici elementi regolabili come guadagni, controller PID o filtri di basso ordine. È anche possibile regolare congiuntamente diversi loop in un sistema di controllo multi-loop in Simulink.

Obiettivi del dominio del tempo e della frequenza

Specifica e visualizza i requisiti di sincronizzazione come gli obiettivi di tracking del riferimento, gli obiettivi di sensibilità, la reiezione dei disturbi, le posizioni dei poli a loop chiuso e i margini di stabilità. Sintonizza automaticamente i parametri del controller per soddisfare questi requisiti obbligatori (vincoli di progettazione) e per soddisfare al meglio i requisiti rimanenti (obiettivi).

Sincronizzazione rispetto a un set di modelli d’impianto

Linearizza i modelli Simulink attraverso diversi punti operativi, variazioni di parametri e condizioni di guasto per creare un set di modelli d’impianto lineari. In seguito, regola il sistema di controllo per soddisfare gli obiettivi di prestazione per tutti quei modelli d’impianto.

Creazione di modelli d’impianto lineari con variazioni di parametri

Linearizzazione

Calcola l'approssimazione lineare di un modello Simulink non lineare

Analisi lineare

Linearizza modelli Simulink multi-rate, continui e discreti. Utilizza Linear Analysis Tool o le funzioni della riga di comando per specificare le aperture di loop e gli ingressi e le uscite di linearizzazione. È possibile linearizzare l'intero modello, una parte del modello, o un singolo blocco o sottosistema. Visualizza i risultati in un diagramma della risposta al gradino o in un diagramma di Bode e calcola le risposte a loop aperto e a loop chiuso.

Linearizzazione tramite punti operativi e variazioni di parametri

Estrai e analizza più linearizzazioni per un modello; varia i valori dei parametri, i punti operativi, i set di I/O; implementa modelli a parametri lineari variabili (LPV).

Linearization Advisor

Identifica e correggi i problemi comuni di linearizzazione con Linearization Advisor. È possibile trovare i blocchi sul percorso di linearizzazione e isolarli con un comportamento di linearizzazione specificato, come i blocchi che si sono linearizzati a zero.

Diagnostica dei problemi di linearizzazione con Linearization Adviser

Valutazione della risposta in frequenza

Stima ed analizza le caratteristiche del dominio della frequenza di modelli Simulink o di impianti fisici

Stima offline della risposta in frequenza

Utilizza Linear Analysis Tool o le funzioni della riga di comando per stimare la risposta in frequenza di un sistema modellato in Simulink senza modificare il modello. Sarà possibile:

  • Costruire i segnali di eccitazione, come sweep sinusoidali o segnali chirp.
  • Eseguire simulazioni, raccogliere i dati e calcolare e tracciare la risposta in frequenza del modello.
  • Esaminare le caratteristiche del dominio della frequenza e convalidare la linearizzazione del modello Simulink.

Stima online della risposta in frequenza

Misura la risposta in frequenza del tuo sistema in funzione. È possibile distribuire un algoritmo di stima embedded come applicazione standalone per la stima in tempo reale di un impianto fisico.

Blocco di stimatore della risposta in frequenza

Modelli parametrici

Calcola modelli parametrici lineari con System Identification Toolbox con la risposta in frequenza calcolata di un modello Simulink.

Creazione di modelli parametrici dalla risposta in frequenza  di un modello Simulink

Controllo basato sull’apprendimento

Implementa tecniche di controllo basate sui dati e sull'apprendimento

Extremum Seeking Controller

Adatta automaticamente i parametri del sistema di controllo per massimizzare una funzione obiettivo utilizzando l'ottimizzazione in tempo reale senza modello con il blocco Extremum Seeking Controller. Usa extremum seeking control per il cruise control adattivo, il Maximum Power Point Tracking (MPPT) per gli array solari, i sistemi di frenata antibloccaggio (ABS) e altre applicazioni.

Extremum Seeking Control per un sistema di frenata antibloccaggio (ABS)

Constraint Enforcement

Modifica le azioni di controllo per soddisfare i vincoli e i limiti delle azioni usando il blocco Constraint Enforcement. Applica vincoli ai sistemi di controllo implementati con controllo predittivo del modello, Reinforcement Learning e controllo PID per la guida automatica, la robotica e altre applicazioni.

Pianificazione dei guadagni

Sintonizza automaticamente i controller gain-scheduled per impianti non lineari o variabili nel tempo

Sincronizzazione della superficie di guadagno

Modella i sistemi di controllo gain-scheduled utilizzando i blocchi di Simulink come il controller PID variabile, la funzione di trasferimento variabile, il filtro Notch variabile e il filtro passa-basso variabile. Sintonizza automaticamente i coefficienti della superficie di guadagno per soddisfare i requisiti prestazionali in tutto l'involucro operativo del sistema e ottieni transizioni fluide tra i punti operativi. È possibile specificare i requisiti che variano con le condizioni operative e convalidare i risultati della sincronizzazione sull'intera gamma operativa del progetto.

Stima delle superfici di guadagno per la sincronizzazione

Punti operativi

Trova punti operativi del modello usando le specifiche o i tempi di simulazione e inizializza il modello nel punto operativo

Analisi dello stato stazionario

Calcola i punti operativi a partire dalle specifiche definite dall'utente. È possibile definire vincoli e obiettivi personalizzati per il trimming. È anche possibile scattare delle istantanee del punto operativo in momenti o eventi specifici durante la simulazione.

Stima delle superfici di guadagno per la sincronizzazione

Steady-State Manager

Utilizza l'applicazione Steady State Manager per calcolare interattivamente i punti operativi da specifiche di stato, ingresso e uscita. Convalida i punti operativi rispetto alle specifiche e individua interattivamente i punti operativi dalle istantanee di simulazione.

Inizializzazione del modello

Inizializza il modello con i punti operativi calcolati per iniziare la simulazione da una condizione di stato stazionario o da un'istantanea di simulazione. È possibile avviare la simulazione all'inizio dello scenario da testare.

Inizializzazione di un modello in un punto operativo