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制御システム デザイナー
単入力単出力 (SISO) コントローラーの設計
説明
制御システム デザイナー アプリを使用すると、MATLAB® または Simulink® でモデル化されたフィードバック システムの単入力単出力 (SISO) コントローラーを設計できます (Simulink Control Design™ ソフトウェアが必要)。
このアプリを使用して、次のことを実行できます。
次を使用してコントローラーを設計する。
コントローラー極、零点およびゲインを追加、変更、削除するための対話型のボード線図、根軌跡、ニコルス グラフィカル エディター
自動 PID、LQG または IMC 調整
最適化ベースの調整 (Simulink Design Optimization™ ソフトウェアが必要)
自動ループ整形
単一ループまたはマルチループの制御アーキテクチャの補償器を調整する。
ステップ応答や極-零点配置図など、時間領域と周波数領域の応答を使用して制御システム設計を解析する。
複数の制御システム設計の応答プロットを比較する。
マルチモデル制御アプリケーションのコントローラーを設計する。
制御システム デザイナー アプリを開く
MATLAB ツールストリップ: [アプリ] タブの [制御システム設計と解析] で、アプリ アイコンをクリックします。
MATLAB コマンド プロンプト:
controlSystemDesignerと入力します。Simulink ツールストリップ: [アプリ] タブの [制御システム] で、アプリ アイコンをクリックします。
例
制御システム デザイナーでコントローラーを設計した後、今後の解析と設計のために設計を MATLAB ワークスペースにエクスポートすることができます。
[制御システム デザイナー] で、[Control System] タブの [エクスポート] の下で [調整ブロックをエクスポート] をクリックします。
[モデルのエクスポート] ダイアログ ボックスで、[設計の選択] ドロップダウン リストからエクスポートする設計を選択します。[現在の設計]、または [データ ブラウザー] に保存された設計の 1 つが選択できます。
[MATLAB ワークスペースへのモデルのエクスポート] の表で、[エクスポート] 列からエクスポートするモデルを選択します。
すべての設計について、コントローラー モデルとプレフィルター モデルをエクスポートできます。また、[現在の設計] では、固定ブロック モデルと [データ ブラウザー] からの応答もエクスポートできます。
各制御アーキテクチャ内のプレフィルター、コントローラーおよび固定ブロックの詳細については、制御システム デザイナーでの制御アーキテクチャのフィードバックを参照してください。
[エクスポート形式] 列で、エクスポートしたモデルに別名を指定できます。モデルを MATLAB ワークスペースにある既存の変数と同じ名前でエクスポートすると、その変数が上書きされます。
選択したモデルを MATLAB ワークスペースに保存するには、[エクスポート] をクリックします。
制御システム デザイナーでコントローラーを設計した後、システムをシミュレートするには、制御アーキテクチャ用の Simulink モデルを自動的に生成できます。
[Control System] タブの [エクスポート] の下で、[Simulink モデルの作成] をクリックします。
アプリによって現在の設計のコントローラーと固定ブロックが MATLAB ワークスペースにエクスポートされ、現在の制御アーキテクチャに一致する Simulink モデルが生成されます。各制御アーキテクチャ内のコントローラーおよび固定ブロックの詳細については、制御システム デザイナーでの制御アーキテクチャのフィードバックを参照してください。
たとえば、構成 1 を使用して制御システムを設計する場合、制御システム デザイナーは C、F、G および H を MATLAB ワークスペースにエクスポートして次の Simulink モデルを生成します。
生成されたモデルでは、Input ブロックが Signal Generator (Simulink) になります。このブロックを使用して、正弦波や乱数信号などの異なる入力波形でモデルをシミュレートします。ステップ応答を生成するには、Input ブロックを Step (Simulink) ブロックで置き換えます。
保存した設計用の Simulink モデルを生成するには、まずその設計を現在の設計にします。[Control System] タブの [取得] の下で、モデルを生成する設計を選択します。
関連する例
プログラムでの使用
controlSystemDesigner は、次の既定の制御アーキテクチャを使用して制御システム デザイナー アプリを開きます。
アーキテクチャは次の LTI オブジェクトで構成されています。
G — プラント モデル
C — 補償器
H — センサー モデル
F — プレフィルター
既定では、アプリは各モデルを単位ゲインとして構成します。
controlSystemDesigner( は補償器 C を SISO LTI モデル plant,comp)comp に初期化します。
controlSystemDesigner( はセンサー モデル H を plant,comp,sensor)sensor に初期化します。sensor は任意の SISO LTI モデルまたはこれらのモデルの配列です。plant および sensor の両方を LTI モデル配列として指定する場合、配列の長さを一致させなければなりません。
controlSystemDesigner( はプレフィルター モデル F を SISO LTI モデル plant,comp,sensor,prefilt)prefilt に初期化します。
controlSystemDesigner( はアプリを開き、グラフィカル エディターの初期構成を指定します。views)views は次の文字ベクトルのいずれか、あるいは複数の文字ベクトルの cell 配列です。
"rlocus"— 根軌跡エディター"bode"— 開ループ ボード エディター"nichols"— 開ループ ニコルス エディター"filter"— プレフィルター入力からプラント出力までの閉ループ応答のボード エディター
指定されたグラフィカル エディターを開くだけでなく、アプリは閉ループ、入出力ステップ応答をプロットします。
controlSystemDesigner( はプロットの初期構成を指定し、指定されたモデルを使用してプラント、補償器、センサー、プレフィルターを初期化します。モデルが省略されている場合、アプリは既定値を使用します。views,plant,comp,sensor,prefilt)
controlSystemDesigner( はアプリを開き、初期化データ構造体 initData)initdata を使用してシステム構成を初期化します。initdata を作成するには、sisoinit を使用します。
controlSystemDesigner( はアプリを開き、以前に保存したセッションを読み込みます。sessionFile)sessionFile は MATLAB パス上のセッション データ ファイルの名前です。このデータには、現在のシステム アーキテクチャとプロットの構成、データ ブラウザーに保存されている設計および応答が含まれています。
セッションを保存するには、制御システム デザイナー アプリの [Control System] タブで、
[セッションの保存] をクリックします。
