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平衡化された操作点での線形化

この例では、線形解析ツールを使用して、平衡化された定常状態の操作点 (平衡操作点) でモデルを線形化する方法を説明します。

操作点の値に制約を指定し、これらの状態と入力値の仕様を満たす最適化探索を実行すると、操作点が "平衡化" されます。

 代替コード

  1. Simulink® モデルを開きます。

    sys = 'magball';
    open_system(sys)

  2. このモデル用に線形解析ツールを開きます。

    Simulink モデル ウィンドウで、[解析][制御設計][線形解析] を選択します。

  3. Simulink モデル ウィンドウで、この線形化タスクで線形化するモデルの部分を定義します。

    1. Controller ブロックの出力信号 (プラントへの入力信号) を右クリックします。[線形解析ポイント][入力の摂動] を選択します。

    2. Magnetic Ball Plant の出力信号を右クリックし、[線形解析ポイント][開ループの出力] を選択します。

    解析ポイントとして指定された信号を示す注釈がモデルに表示されます。

    ヒント

    あるいは、Simulink モデルに変更を加えたくない場合には線形解析ツールで解析ポイントを指定することもできます。詳細については、線形解析ツールでモデルの一部を線形化する指定を参照してください。

  4. モデルの線形化に使用する、定常状態の操作点を新規作成します。線形解析ツールの [操作点] ドロップダウン リストで、[モデルの平衡化] を選択します。

    [モデルの平衡化] ダイアログ ボックスの [仕様] タブに、モデル平衡化の既定の仕様が表示されます。既定では、すべてのモデル状態が平衡状態となるように指定され、これは [定常状態] 列のチェック マークによって示されます。

  5. 磁気ボールの高さが基準信号値 0.05 で固定されたままとなるような、定常状態の操作点を指定します。[状態] タブで、[高さ] の状態として [既知] を選択します。この選択により、線形解析ツールには、この状態値が固定されるような操作点を検出するよう指示が与えられます。

  6. ボールの高さはゼロより大きいため、電流もゼロより大きくなければなりません。Current ブロックの状態の下限に 0 と入力します。

  7. 操作点を計算します。

    [平衡化の開始] をクリックします。

    新しい変数 op_trim1 が [線形解析ワークスペース] に表示されます。

    [操作点] ドロップダウン リストでは、この操作点が、線形化に使用する操作点として選択されています。

  8. 指定された操作点でモデルを線形化し、結果のボード線図を生成します。 [ボード線図] をクリックします。線形化されたプラントのボード線図が表示されます。また、線形解析ワークスペースに、線形化されたプラント linsys1 が表示されます。

    ヒント

    ボード線図の代わりに他の応答タイプを生成するには、対応するボタンをプロット ギャラリーでクリックします。

    プロットを右クリックして [特性] メニューで情報を選択し、線形化された応答の特性を調べます。

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