反馈系统中了全概念概念,使概念概念概念概念配置系统的所有闭闭环节环节环节环节点点点点点成为成为成为成为成为可能。极点极点对应对应对应对应于于于系统系统行为行为行为行为行为行为行为行为行为行为行为行为行为行为行为行为行为行为行为行为行为®软件中,我们使用空间控制器系统模型一全状态空间反馈。。这博客,我们简要全状态反馈,描述反馈反馈反馈插件插件
关于全状态反馈
全状态假设的动力学在上可以表示为
如果\ boldsymbol {d} = 0,只要系统是可控的,我们就通过特征方程任意系统的极。。
使用插件状态空间反馈控制器
使用插件,我们能够在模型中实现功能。。5.6版本,comsol多物理学提供提供个空间控制器插件,可以可以插件插件闭环
有关控制器另一示例示例,请参阅:PID控制器控制器插件模拟系统系统系统。
状态空间控制器的设置窗口。
我们可以所需的观测变量数量,矩阵,矩阵\ boldsymbol {a}和\ boldsymbol {c},矢量\ boldsymbol {b},初始条件,以及复平面配置位置然后插件创建一个新的零维零维模型,该全局方程定义反馈控制器。信息部分提到的,以及以及创建后访问输出。控制可以用作用作你。
下面介绍个如何插件的示例。
力-对-阻尼-弹簧-弹簧的示例示例
以一个质量为m_ {1}的的为例例例连接到和墙壁墙壁上上上,另上上m_ {2}的质点第二质量点又受到一力力F的,为了,这个,这个这个被。。
该系统方程描述,这些方程是运动的的实例
式,,k_ {1}和k {2}是两弹簧弹簧常数,C_ {1}和C_ {2}是两阻尼器阻尼常数,\ tilde {x} _ {1}和\ tilde {x} _ {2}用于两质点与其平衡位置的。。
引入四新,,x_ {1} = \ tilde {x} _ {1},\,x_ {2} = \ dot {\ tilde {\ tilde {x}}} _ {1},\,x_ {3} = \ tilde = \ tilde {x}}2},,和x_ {4} = \ dot {\ tilde {x}} _ {2},我们得到个系统为为
其中,,
0&1&0&0 \\
- (k_ {1}+k_ {2})/m_ {1}& - (c_ {1}+c_ {2})/m_ {1}&k_ {2}/m_ {1}&c_ {1}&c_ {2}/m_ {1} \\
0&0&0&1 \\
k_ {2}/m_ {2}&c_ {2}/m_ {2}&-k_ {2}/m_ {2}&-c_ {2}/m_ {2}/m_ {2}
\ end {pmatrix},\,\ text {and} \ boldsymbol {b} = \ begin {pmatrix}
0 \\
0 \\
0 \\
1/m_ {2}
\ end {pmatrix}。
在这情况,控制,控制变量你,F是力,,\ boldsymbol {c}是单位我们常量定义参数,如下参数,如下示。。
常量的定义。
我们使用空间控制器插件来配置闭环的极点。我们我们想要想要四四四个个个个实极点实极点实极点实极点实极点实极点实极点四四想要想要想要想要想要想要想要想要想要想要想要
双质量系统的空间控制器设置。
选择初始,使得使得个块于负负X方向1.3m,速度0.2 m/s,第二第二从开始开始开始开始开始开始开始正正X方向1.3m。
单击创建后,会会以下。。
状态空间的输出变量。。
现在,我们可以研究,假设假设点平衡状态下相距相距相距相距米米米Y1和Y3+3,以以位置时间演变因为因为Y1和Y3是两点平衡位置的距离距离距离距离距离距离距离距离个质量质量点点点相距相距相距相距相距相距相距相距点点点Y3+3。
前25 s内两质量点位置,此时此时极点位于位于位于-0.5。
我们还作用力,它可以通过变量变量你访问,得到得到。。
在模拟的前25 s绘制变量,此时此时极点位于位于-0.5。
假设对的时间不满意满意。来看看看,如果来看来来来来来将将将将极点极点极点极点极点进一步进一步进一步在负实负实平面中中中中中中中中不-0.5,就就获得的。。。
前15s的图,此时此时极点位于位于-1。
此外,我们我们得到所示的。。
前15s的力图,此时所有极点位于位于-1。
正如那样,系统系统得。。。
在状态插件中,还还在中极。复极点总是以复
具有两复极点的空间控制器设置。
这个结果产生下图示的位置控制信号图。
两个实极点位于-0.5和两个位于-1+2i和-1-2i的位置(左)。两实极点(-0.5)和两复极点(分别分别-1+2i和-1-2i)的控制(右)。
极点配置
从看出,系统看出看出看出看出巨大巨大巨大说配置的应该应该稳定快快快,但但更会导致导致更大大的的的控制控制控制控制信号信号信号。。控制器控制器控制器控制器控制器控制器控制器控制器控制器控制器控制器控制器控制器
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