Control System Toolbox
Entwurf und Analyse von Regelungssystemen
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Die Control System Toolbox beinhaltet Algorithmen und Apps zum Analysieren, Entwerfen und Abstimmen linearer Regelungssysteme. Sie können Ihr System als Transferfunktions-, Zustandsraum-, Null-Polstellen-Verstärkung- oder Frequenzgangmodell angeben. Anwendungen und Funktionen wie Sprungantwort- und Bode-Diagramm ermöglichen Ihnen die Analyse und Visualisierung des Systemverhaltens in der Zeit- und Frequenzdomäne.
Sie können Kompensatorparameter mithilfe interaktiver Techniken wie Loop Shaping mit Bode-Diagrammen und der Wurzelort-Methode abstimmen. Die Toolbox stimmt automatisch sowohl SISO- als auch MIMO-Kompensatoren ab, einschließlich PID-Regler. Kompensatoren können mehrere abstimmbare Blöcke in zahlreichen Rückkopplungsschleifen umfassen. Sie können Gain-Scheduling-Regler abstimmen und mehrere Abstimmungsziele nennen, wie Referenzverfolgung, Störungsunterdrückung und Stabilitätsgrenzen. Validieren können Sie Ihren Entwurf durch das Überprüfen von Anstiegszeit, Überschwingung, Einschwingzeit, Verstärkung und Phasenrändern sowie anderen Anforderungen.
Erstellen Sie lineare Modelle Ihres Regelungssystems als Transferfunktionen, (dünnbesetzter) Zustandsraummodelle, LPV- und LTV-Modelle sowie andere Darstellungen. Diskretisieren und resampeln Sie Modelle. Vereinfachen Sie den Analyse- und Regelungsentwurf durch Reduzieren der Modellordnung.
Visualisieren Sie das Systemverhalten in der Zeit- und Frequenzdomäne. Berechnen Sie Systemeigenschaften wie Anstiegszeit, Überschwingung und Einschwingzeit. Analysieren Sie die Systemstabilität durch Berechnung von Verstärkung und Phasenrändern sowie der Übergangsfrequenzen.
Stimmen Sie PID-Regler-Verstärkungen automatisch mithilfe der PID Tuner-App oder Befehlszeilenfunktionen ab, um ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Leistung und Robustheit zu erhalten. Stimmen Sie kontinuierliche oder diskrete Regler und 2-DOF-PID-Regler ab.
Entwerfen und analysieren Sie interaktiv SISO-Regler mit je einer Ein- und Ausgabe über die Control System Designer-App und automatische Abstimmungsmethoden. Stimmen Sie gängige Regelungskomponenten mithilfe von Wurzelort, Bode-Diagrammen und Nichols-Diagrammen grafisch ab.
Verwenden Sie Entwurfsmethoden für Zustandsraumregelungen wie LQR/LQG und Polplatzierungsalgorithmen. Schätzen Sie Systemzustände mithilfe von Beobachtern wie lineare und nicht lineare Kalman-Filter ab.
Mit der Control System Tuner-App lassen sich beliebige in MATLAB oder Simulink modellierte, dezentrale SISO- und MIMO-Reglerstrukturen automatisch so abstimmen, dass sie Anforderungen in der Zeit- und Frequenzdomäne erfüllen.
Entwerfen Sie Regler mit Gain-Scheduling für nicht lineare oder zeitvariable Anlagen. Geben Sie Anforderungen an und stimmen Sie die Verstärkungsflächen-Koeffizienten ab. Validieren Sie die Abstimmungsergebnisse im gesamten Betriebsbereich Ihres Entwurfs.
Analysieren Sie in Simulink modellierte Regelungssysteme und stimmen Sie sie ab. Analysieren Sie ihre Zeit- und Frequenzdomäneneigenschaften mithilfe von Simulink Control Design. Linearisieren Sie Simulink-Modelle und berechnen Sie die Zeit- und Frequenzgänge. Stimmen Sie in Simulink modellierte Rückkopplungsschleifen grafisch oder automatisch ab.
Verwenden Sie Referenzanwendungsbeispiele zur Flugregelung, Leistungselektronik, Robotik und für weitere Anwendungen, um Regler, die in MATLAB und Simulink modelliert werden, zu entwickeln und zu analysieren.
„Mit Simulink konnten wir in kurzer Zeit ein stabiles Regelungssystem erstellen. Das ganze System wurde modelliert, einschließlich der Zustandsmaschine und der kaskadierten PI-Controller. Wir haben dieses Modell verfeinert, um Robustheit und Reaktionszeit zu verbessern, dann mit RCP verifiziert und anschließend Embedded Code generiert.“
René Pätznick, WOM
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