ドキュメンテーション

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ゲイン スケジューリング

非線形プラントのゲイン スケジュール コントローラーの調整

ゲイン スケジュール コントローラーは、そのゲインが時間、操作条件またはプラント パラメーターの関数として自動的に調整されるコントローラーです。ゲイン スケジューリングは、ダイナミクスが時間や操作条件とともに変化する制御システムによく使われる手法です。こうしたシステムには、線形パラメーター変動 (LPV) システムや、非線形システムの大きなクラスが含まれます。Simulink® でゲイン スケジュール コントローラーを調整するには、tunableSurface コマンドを使って可変のゲインをスケジューリング変数の関数として表現します。ゲイン スケジュール コントローラーを調整するワークフローの概要については、ゲイン スケジューリングの基礎を参照してください。

関数

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tunableSurfaceゲイン スケジューリング用の調整可能なゲイン曲面の作成
polyBasis調整可能なゲイン曲面の多項式基底関数
fourierBasis調整可能なゲイン曲面のフーリエ基底関数
ndBasis調整可能なゲイン曲面の基底関数
viewSurfスケジューリング変数の関数としてのゲイン曲面の可視化
evalSurf特定の設計点でのゲイン曲面の評価
getData調整可能な曲面係数の現在値の取得
setData調整可能な曲面係数の値の設定
slTunerSimulink モデルの制御システム調整のインターフェイス
slTunerOptionsslTuner のインターフェイス オプションを設定
systune (slTuner)slTuner を使用して Simulink 内の制御システムのパラメーターを調整
varyingGoalゲイン スケジュール コントローラーの可変調整目標
getGoal指定された設計点で可変調整目標を評価する

ブロック

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Varying Lowpass Filter係数が可変のバタワース フィルター
Varying Notch Filter係数が可変のノッチ フィルター
PID Controller連続時間と離散時間の PID コントローラー
PID Controller (2DOF)連続時間と離散時間の 2 自由度の PID コントローラー
Varying Transfer Function係数が可変の伝達関数
Varying State Space行列値が可変の状態空間モデル
Varying Observer Form行列値が可変のオブザーバー形式状態空間モデル
Discrete Varying Lowpass係数が可変の離散バタワース フィルター
Discrete Varying Notch係数が可変の離散時間ノッチ フィルター
Discrete PID Controller離散時間と連続時間の PID コントローラー
Discrete PID Controller (2DOF)離散時間と連続時間の 2 自由度 PID コントローラー
Discrete Varying Transfer Function係数が可変の離散時間伝達関数
Discrete Varying State Space行列値が可変の離散時間状態空間モデル
Discrete Varying Observer Form行列値が可変の離散時間オブザーバー形式状態空間モデル

トピック

ゲイン スケジュール制御システム

ゲイン スケジューリングの基礎

ゲイン スケジューリングは、それぞれがシステムの異なる操作点で十分な制御を提供する線形コントローラー群を使用した、非線形システムの制御方法です。

Simulink でのゲイン スケジュール制御システムのモデル化

Simulink で、ルックアップ テーブル、内挿ブロック、または MATLAB Function ブロックを使用してゲイン スケジュールをモデル化する。

ゲイン スケジューリングの調整

Simulink でのゲイン スケジュールの調整

systune を使用してゲイン スケジュール コントローラーを調整する一般的な調整ワークフローを理解する。

ゲイン スケジュール コントローラー調整のプラント モデル

ゲイン スケジュール制御システムを調整するには、選択した設計点でのプラント ダイナミクスを表す線形モデルの集合が必要です。

slTuner インターフェイスでの複数の設計点

ゲイン スケジュール制御システムを調整する場合、線形プラント モデル群を Simulink モデルへの slTuner インターフェイスに関連付ける。

ゲイン スケジュールのパラメーター化

ゲイン曲面は、スケジューリング変数における変数ゲインをパラメーター化します。ゲイン曲面を使用して、ゲイン スケジュール制御システムで変数ゲインをモデル化します。

操作条件による要件の変更

ゲイン スケジュール コントローラーを調整する場合、スケジューリング変数によって変わる調整目的を指定できます。

ゲイン スケジュール制御システムの検証

ゲイン スケジュール コントローラーの調整が適切なパフォーマンスを保証するのは、各設計点の近傍でのみです。操作条件の全範囲の調整結果を検証することが重要です。

HL-20 自動操縦のケース スタディ

HL-20 機体の平衡化と線形化

ゲイン スケジュール制御設計に使用する設計点の配列で機体モデルを線形化する。

HL-20 の自動操縦における角速度の制御

HL-20 機体モデルの内側のループ用にゲイン スケジュール PI コントローラーを調整する。

HL-20 の自動操縦の姿勢制御 - SISO 設計

機体のロール、ピッチ、およびヨーを制御するためのゲイン スケジュール SISO アーキテクチャを調整する。

HL-20 の自動操縦の姿勢制御 - MIMO 設計

機体のロール、ピッチ、およびヨーを制御するためのゲイン スケジュール MIMO アーキテクチャを調整する。

HL-20 の自動操縦を調整するための MATLAB ワークフロー

HL-20 機体用のゲイン スケジュール制御システムを MATLAB® で設計する。

注目の例