Linearisierung für Modellanalyse und Regelungsentwurf

Linearisierung von Simulink-Modellen

Die Linearisierung umfasst die Erstellung einer linearen Näherung eines nicht linearen Systems, das in einem kleinen Bereich um den Arbeits- oder Trimmpunkt gilt. Dies ist eine stationäre Bedingung, bei der alle Modellzustände konstant sind. Die Linearisierung ist für den Entwurf eines Regelungssystems mit klassischen Entwurfsmethoden erforderlich, wie zum Beispiel für Bode-Diagramm- und Wurzelortentwürfe. Mit der Linearisierung können Sie außerdem das Systemverhalten, z. B. die Systemstabilität, die Störungsunterdrückung und die Referenzverfolgung, analysieren.

Sie können ein nicht lineares Simulink®-Modell so linearisieren, dass es ein lineares Zustandsraum-, ein Transferfunktions- oder ein Pol-Nullstellenmodell erzeugt. Sie können diese Modelle für Folgendes verwenden:

  • Erstellen eines Diagramms der Bode-Reaktion
  • Bewerten der Stabilitätsspannen von Schleifen
  • Analysieren und Vergleichen von Systemreaktionen in der Nähe von verschiedenen Arbeitspunkten
  • Entwerfen von linearen Reglern, die unempfindlicher auf Parametervariationen und Modellfehler reagieren
  • Messen der Resonanzen im Frequenzgang des Closed-Loop-Systems

Eine Alternative zur Linearisierung besteht darin, Eingangssignale durch das Modell zu transportieren und den Frequenzgang aus der Simulationsaus- und -eingabe zu berechnen. Sie können die Frequenzgangschätzung verwenden, wenn das Modell aufgrund von ereignisbasierten Dynamiken nicht linearisiert werden kann, z. B. wegen Dynamiken, die mit Pulsbreitenmodulation und Stateflow®-Diagrammen assoziiert sind.

Weitere Informationen zur Linearisierung von Simulink-Modellen finden Sie unter Simulink Control Design™. Außerdem werden Funktionen zur Berechnung des Frequenzgangs zur Verfügung gestellt, ohne Änderungen am Modell vorzunehmen.



Softwarereferenz

Siehe auch : Simulink Control Design, Regelungssysteme, PID-Regelung, Parameterschätzung, PID-Optimierung, Control Design Software, Bode-Diagramm, Wurzelort, Linearisierungsvideos