Simulink Control Design
Linealice modelos y diseñe sistemas de control
Simulink Control Design™ permite diseñar y analizar sistemas de control modelados en Simulink®. Puede ajustar automáticamente arquitecturas de control SISO y MIMO arbitrarias, incluidos controladores PID. El ajuste automático de PID se puede desplegar en software embebido para calcular automáticamente las ganancias de PID en tiempo real.
Puede buscar puntos operativos y calcular las linealizaciones exactas de los modelos de Simulink en diversas condiciones operativas. Simulink Control Design ofrece herramientas para calcular respuestas en frecuencia basadas en simulación sin necesidad de modificar el modelo.
Más información:
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 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
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
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 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 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.
Ajuste y linealización por lotes
Ajuste y linealice automáticamente modelos de Simulink con distintas condiciones operativas.
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
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
