制御設計の基礎

制御システム デザイナー入門

この例では、制御システム デザイナーを使用した、フィードバック制御システム用補償器の調整方法を説明します。

制御システム デザイナーの調整法

各種のグラフィカルな調整法や自動調整法により補償器を調整することができます。

フィードバック制御アーキテクチャ

制御システム デザイナーを MATLAB^® から開くときは、6 つの可能な制御アーキテクチャ構成から 1 つを選択できます。

設計要件

制御システム デザイナーを使用して、補償器を調整してさまざまな時間領域および周波数領域の設計要件を満たすことができます。

プログラムによる制御システム デザイナーの初期化

この例では、コマンド ラインを使用して制御システム デザイナーを設定する方法および制御システム デザイナー セッションの起動をカスタマイズする関数の作成方法について説明します。

補償器の調整

ボード線図設計

ボード線図設計は、特定の開ループ応答を達成するために補償器を変更する対話型のグラフィカルな方法です。

根軌跡の設計

根軌跡の設計は一般的な制御システムの設計法であり、根軌跡図上で補償器のゲイン、極および零点を編集します。

ニコルス線図設計

ニコルス線図設計は、特定の開ループ応答を達成するために補償器を変更する対話型のグラフィカルな方法です。

補償器のダイナミクスの編集

手動で補償器の極、零点、ゲインを編集して、設計目標を達成します。

自動調整法を使用した補償器の設計

制御システム デザイナーで自動調整法を使用して、補償器を調整します。

Simulink での補償器の調整

補償器エディターを使用した Simulink ブロックの調整

この例では、制御システム デザイナーの [補償器エディター] ダイアログを使用して Simulink® ブロックを調整する方法を示します。

単ループのフィードバック/プレフィルターの補償器設計

フィードバック補償器を使用して単一ループ システムの閉ループ性能を調整した後、プレフィルターを使って基準信号の変化に対するシステム応答を調整します。

カスケード マルチループ フィードバック設計

カスケード マルチループ システムの補償器を設計するには、まず内側のループに対する補償器を調整してから、外側のループの補償器を調整します。

特殊な特性をもつシステム

プラント モデル セットのための補償器の設計

この例では、制御システム デザイナーを使用して複数のプラント モデルのコントローラーを設計および解析する方法について説明します。

マルチモデルの制御設計

制御システム デザイナーを使用して、一連のプラント モデルの補償器を設計します。

むだ時間をもつプラント モデルの補償器設計

制御システム デザイナーでは一部の設計および解析ツールで正確なむだ時間がサポートされますが、その他のツールはむだ時間に近似を使用します。

周波数応答データで表されるシステムの補償器の設計

制御システム デザイナーを使用して周波数応答データによって定義されたプラント モデルの補償器を設計します。

マルチループ制御システムの設計

制御システム デザイナーを使用して、内側のループと外側のループをもつ制御システムの補償器を設計します。

解析と検証

応答プロットを使用した設計の解析

制御システム デザイナーのプロット ツールを使用して制御システムの設計を解析します。

複数の設計の性能の比較

複数の補償器設計の性能を比較して、異なる調整法または補償器の構造の影響を調べます。

コントローラーのエクスポート

MATLAB ワークスペースへの設計のエクスポート

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。

制御アーキテクチャ用の Simulink モデルの生成

調整した制御アーキテクチャをシミュレートするには、制御システム デザイナーから Simulink モデルを自動的に生成できます。

ケース スタディ

化学反応器プラントの内部モデル コントローラーの設計

制御システム デザイナーを使用して化学反応器に対して IMC 構造内に補償器を設計します。

制御システム デザイナーを使用した LQG トラッカーの設計

LQG 合成を使用して、ディスク ドライブの読み取り/書き込みヘッドのフィードバック コントローラーを設計します。

ハードディスクの読み取り/書き込みヘッド コントローラーの設計

古典制御設計法を使用して、コンピューターのハードディスクの読み取り/書き込みヘッド位置コントローラーを設計します。

パラメーターが変化する DC モーターの設定値追従

この例では、Simulink モデルからの制御システムのプラントの変化を表す、LTI モデルの配列を生成する方法を説明します。

ハード ディスク ドライブのデジタル サーボ制御

この例では、Control System Toolbox™ を使用してディスク ドライブの読み取り/書き込みヘッドのデジタル サーボ コントローラーを設計する方法を示します。

747® ジェット航空機のヨー ダンパーの設計

この例では、Control System Toolbox™ の古典制御設計機能を使用した、747® 航空機のヨー ダンパーの設計を示します。

フィードバック アンプの設計

この例では、Control System Toolbox™ を使用した非反転フィードバック アンプ回路の設計を示します。