Simulácia riadenia TITO systému adaptívnym STC regulátorom |
Riadenie dvojrozmerného (TITO - Two Inputs Two Outputs) systému pomocou STC regulátora vychádza z nasledujúcej principiálnej schémy:
Táto schéma znázorňuje zapojenie uzavretého regulačného obvodu, v ktorom blok "Regulovaný systém" má v tomto prípade dva vstupy, dva výstupy a nemá poruchu v. K tomuto systému je paralelne zapojený blok priebežnej rekurzívnej identifikácie, ktorý v každom kroku riadenia odhaduje parametre riadeného TITO systému a tie zapisuje do bloku "Výpočet parametrov regulátora". Vypočítané parametre regulátora q sa v bloku "Regulátor" použijú na výpočet akčného zásahu, teda výstupu regulátora. To prebieha cyklicky pre každý krok riadenia.
Simulačná schéma riadenia TITO systému STC regulátorom je potom zostavená podľa tejto principiálnej schémy v jazyku Simulink z blokov knižnice STCLIB podľa nasledujúceho obrázku:
V tejto simulačnej schéme blok STC regulátora "PP_TITO_a" obsahuje blok "Výpočet parametrov regulátora" a "Regulator" znázornené v predošlej schéme.
Spustením simulácie tejto schémy v jazyku Simulink pri zadaných nastaveniach blokov získajú sa priebehy jednotlivých veličín obvodu, ktoré sa znázorňujú v grafoch.
|
Príklad riadenia TITO systému STC regulátorom
Podmienky simulácie:
Riadený systém je popísaný maticami:
• Perióda vzorkovania Tvz = 1 [s].
• Doba trvania simulácie Stop_Time = 200 [s].
• Diagonálna matica M(z-1), ktorou sa rozmiestnia póly STC regulátora, je:
kde:
• Počiatočný odhad parametrov ARX modelu TITO systému pre RMNŠ je:
• Použitá je identifikačná metóda so smerovým zabúdaním:
C(0) = 103, j(0) = 1, l(0) = 0.001, u(0) = 10-6, r(0) = 0.99
• Obmedzenie akčného zásahu regulátora je +10 a -10.
• Riadiaca hodnota w1(k), w2(k) je generovaná so skokovými zmenami a so sínusovým priebehom (ako je zrejmé z obrázkov simulácií).
• Na vstup systému pôsobí skoková a vysokofrekvenčná sínusová porucha podľa obrázka.
• A na výstupe systému pôsobí aditívny, dynamikou systému filtrovaný, biely šum zobrazený na obrázku.
• V k = 180 boli zmenené parametre systému: b2 z 0.4 na hodnotu 0,5 a b3 z 0.9 na 0,8 a b6 z hodnoty 0,2 na 0.25.
|
|
Získané priebehy:
|
|
Nasledujúce formuláre umoňňujú zmeniť niektoré parametre simulácie a simuláciu znova spustiť. Jej výsledky sa zobrazia na vyššie zobrazených grafoch.
|
|
|
V bloku STC regulátora možno nastaviť parametre matice predpísaných pólov M a to tak, že v hranatých zátvorkách do vstupného poľa vložíte 8 koeficientov ( [m1 m2 ... m8] ). Matica M je v tvare:
 |
|
|
V bloku diskrétneho systému sa matice A a B zadávajú pomocou 8-ich koeficientov zadaných v hranatých zátvorkách ( [ a1 a2 ... a8 ] , [ b1, b2, ... b8 ] ). Matice A a B sú:
V nastavenom čase simulácie sa zmenia parametre v maticiach A, B na hodnoty uvedené v maticiach určujúcich koeficienty A, B po zmene parametra.
|
|
|
| Perióda vzorkovania platí pre celú simulačnú schému. |
|
|
Parametrom "Rád identifikovaného modelu" možno určiť, či sa budú identifikovať len parametre na diagonále matice A, alebo všetky.
"Typ identifikačnej metódy" môže byť: LSM ez - RMNŠ s exponenciálnym zabúdaním, alebo LSM až s adaptívnym smerovým zabúdaním.
On1 sa zadáva v hranatých zátvorkách a je v tvare: [ a1 a2 a3 a4 b1 b2 b3 b4 ], tieto koeficienty predstavujú prvý riadok matíc A, B uvedených vyššie.
On2 sa zadáva podobne: [ a5 a6 a7 a8 b5 a6 a7 a8 ], ako druhý riadok matíc A, B. |
|
|
Posledný priebeh vstupnej poruchy:
Vnútorná schéma bloku vstupnej poruchy - blok "porucha":
|
|
|
Posledný priebeh výstupnej poruchy:
Vnútorná schéma bloku výstupnej poruchy - blok "sum+porucha":
Blok - "System TITO" je automaticky nastavený podľa nastavenia matíc A pred a po zmene parametra, pričom matica B je jednotková. Tento systém tu slúži ako filter. Ak je táto porucha pripojená k výstupu riadeného systému, identifikuje sa ARX model systému.
Teraz môžete spustiť nový simulačný výpočet modelu riadenia TITO systému STC regulátorom stlačením tlačidla "Spust výpocet". |
|
|