Simulink Control Design

 

Simulink Control Design

Linealice modelos y diseñe sistemas de control

Más información:

Control PID

Ajuste controladores PID automáticamente en un modelo de Simulink

Ajuste de PID basado en modelos

Utilice la app PID Tuner para linealizar automáticamente los modelos de Simulink y calcular las ganancias de los bloques PID Controller con un solo clic. Puede ajustar el rendimiento del controlador modificando el ancho de banda (velocidad de respuesta) y el margen de fase (robustez) para cumplir con los requisitos de diseño.

Estimación de la dinámica de una planta a partir de datos de simulación

Para los modelos de Simulink que no se pueden linealizar debido a discontinuidades, como la modulación por ancho de pulsos (PWM), la app PID Tuner permite crear un modelo de planta lineal a partir de datos de E/S de simulación mediante la identificación de sistemas (requiere System Identification Toolbox™).  Si lo prefiere, puede ajustar automáticamente las ganancias del controlador PID en función de una respuesta en frecuencia estimada del modelo de planta.

Ajuste automático de PID en tiempo real

Utilice el bloque Closed-Loop PID Autotuner para ajustar automáticamente las ganancias de PID en tiempo real en función de las respuestas en frecuencia de la planta, estimadas a partir de experimentos en hardware. Genere código C para implementar el algoritmo de ajuste en software embebido. Realice experimentos en tiempo real en el hardware de la planta y calcule automáticamente las ganancias del controlador PID sin Simulink en el lazo (requiere Simulink Coder™).

Diseño de compensadores

Ajuste lazos de control SISO directamente en Simulink utilizando las herramientas de ajuste gráficas y automatizadas

Diseño interactivo

Modele una estructura de control arbitraria en el modelo de Simulink utilizando los bloques Gain, Transfer Function, State-Space, PID Controller y otros bloques ajustables. Ajuste gráficamente lazos discretos o continuos mediante gráficas de lugar de raíces, diagramas de Bode y gráficas de Nichols. Actualice el modelo de Simulink con las ganancias ajustadas y verifique el diseño mediante simulación.

Diseño multilazo

Ajuste de forma interactiva controladores con varios lazos SISO y especifique aberturas de lazo sin necesidad de modificar el modelo de Simulink. Puede visualizar las interacciones entre los lazos y los efectos del acoplamiento mientras ajusta los parámetros para optimizar el rendimiento general.

Diseño de Bode para controladores multilazo

Ajuste automático

Ajuste automáticamente controladores descentralizados modelados en Simulink para cumplir con los requisitos de diseño.

Lazos SISO y MIMO

Ajuste automáticamente estructuras de control SISO y MIMO arbitrarias con la app Control System Tuner o con las funciones de línea de comandos. Puede ajustar arquitecturas de control descentralizadas con elementos simples ajustables, tales como ganancias, controladores PID o filtros de orden bajo. También puede ajustar conjuntamente varios lazos de un sistema de control multilazo en Simulink.

Objetivos de los dominios del tiempo y de la frecuencia

Especifique y visualice requisitos de ajuste tales como objetivos de seguimiento de referencias, objetivos de sensibilidad, rechazo de perturbaciones, ubicaciones de polos de lazo cerrado y márgenes de estabilidad. Ajuste automáticamente los parámetros de los controladores para satisfacer los requisitos imprescindibles (limitaciones de diseño) y cumplir de la mejor manera posible con los requisitos restantes (objetivos).

Ajuste respecto a un conjunto de modelos de planta

Linealice los modelos de Simulink en diferentes puntos operativos, variaciones de parámetros y condiciones de fallo para crear un conjunto de modelos de planta lineales. Luego, ajuste el sistema de control para cumplir con los objetivos de rendimiento para todos esos modelos de planta.

Creación de modelos de planta lineales con variaciones de parámetros

Linealización

Calcule la aproximación lineal de un modelo de Simulink no lineal

Análisis lineal

Linealice modelos de Simulink multifrecuencia, continuos y discretos. Utilice la herramienta Linear Analysis Tool o las funciones de línea de comandos para especificar aberturas de lazo, y entradas y salidas de linealización. Puede linealizar todo el modelo, una parte del modelo, o un solo bloque o subsistema. Visualice los resultados en una gráfica de respuesta escalón o un diagrama de Bode, y calcule las respuestas de lazo abierto y lazo cerrado.

Linealización con diferentes puntos operativos y variaciones de parámetros

Extraiga y analice diversas linealizaciones para un modelo, cambie los valores de parámetros, puntos operativos y conjuntos de E/S, e implemente modelos de sistemas lineales de parámetros variantes (LPV).

Linearization Advisor

Identifique y corrija problemas frecuentes de linealización con Linearization Advisor. Puede identificar bloques en la ruta de linealización y aislar bloques con un comportamiento de linealización especificado, como bloques que se hayan linealizado a cero.

Diagnóstico de problemas de linealización con Linearization Advisor

Estimación de la respuesta en frecuencia

Estime y examine las características del dominio de la frecuencia en plantas físicas o en modelos de Simulink

Estimación de la respuesta en frecuencia offline

Utilice la herramienta Linear Analysis Tool o las funciones de línea de comandos para estimar la respuesta en frecuencia de un sistema modelado en Simulink sin necesidad de modificar el modelo. Puede hacer lo siguiente:

  • Generar señales de excitación, tales como barridos de senos o señales de chirp.
  • Ejecutar simulaciones, recopilar datos, y calcular y representar la respuesta en frecuencia del modelo.
  • Examinar las características del dominio de la frecuencia y validar la linealización del modelo de Simulink.

Estimación de la respuesta en frecuencia online

Mida la respuesta en frecuencia de un sistema en funcionamiento. Puede desplegar un algoritmo de estimación embebido como una aplicación independiente para estimar una planta física en tiempo real.

Bloque Frequency Response Estimator

Modelos paramétricos

Calcule modelos paramétricos lineales usando System Identification Toolbox con la respuesta en frecuencia calculada de un modelo de Simulink.

Creación de modelos paramétricos a partir de la respuesta en frecuencia de un modelo de Simulink

Control basado en el aprendizaje

Implemente técnicas de control basadas en datos y en el aprendizaje

Control de búsqueda del extremo

Adapte automáticamente los parámetros del sistema de control para maximizar una función objetivo mediante la optimización en tiempo real sin modelos con el bloque Extremum Seeking Controller. Utilice el control de búsqueda del extremo para el control de crucero adaptativo, el seguimiento del punto de potencia máximo (MPPT) para arrays solares, sistemas de frenado antibloqueo (ABS) y otras aplicaciones.

Control de búsqueda del extremo para un sistema de frenado antibloqueo (ABS)

Aplicación de restricciones

Modifique las acciones de control para satisfacer las restricciones y los límites de acción con el bloque Constraint Enforcement. Aplique restricciones a los sistemas de control implementados con control predictivo de modelos, reinforcement learning y control PID para conducción autónoma, robótica y otras aplicaciones.

Planificación de ganancia

Ajuste automáticamente controladores con planificación de ganancia para plantas no lineales o variantes en el tiempo

Ajuste de la superficie de ganancia

Modele sistemas de control con planificación de ganancia con los bloques Varying PID Controller, Varying Transfer Function, Varying Notch Filter y Varying Lowpass Filter de Simulink. Ajuste automáticamente los coeficientes de la superficie de ganancia para cumplir con los requisitos de rendimiento en toda la envolvente operativa del sistema y lograr transiciones suaves entre los puntos operativos. Puede especificar los requisitos que varían con las condiciones operativas y validar los resultados del ajuste en todo el rango operativo del diseño.

Estimación de superficies de ganancia para el ajuste

Puntos operativos

Encuentre los puntos operativos del modelo utilizando especificaciones o tiempos de simulación, e inicialice el modelo en el punto operativo

Análisis en régimen estable

Calcule los puntos operativos a partir de especificaciones definidas por el usuario. Puede definir restricciones y objetivos personalizados para el perfilado. También puede tomar instantáneas de los puntos operativos en momentos o eventos específicos durante la simulación.

Estimación de superficies de ganancia para el ajuste

Gestión de regímenes estacionarios

Calcule los puntos operativos interactivamente a partir de especificaciones de estado, entrada y salida con la app Steady State Manager. Valide los puntos operativos con respecto a las especificaciones y obtenga puntos operativos de forma interactiva a partir de instantáneas de simulación.

Inicialización de modelos

Inicialice un modelo con puntos operativos calculados para iniciar la simulación desde un estado de régimen estacionario o a partir de una instantánea de simulación. Puede comenzar la simulación al principio del escenario que desea probar.

Inicialización de un modelo en un punto operativo específico