Control System Toolbox には、線形制御システムを体系的に解析、設計、および調整するアルゴリズムとアプリが用意されています。システムは、伝達関数モデル、状態空間モデル、零点-極-ゲインモデル、または周波数応答モデルとして指定できます。ステップ応答プロットやボード線図などのアプリと関数によって、時間領域および周波数領域でのシステムの挙動を解析し、可視化できます。
ボードループ整形や根軌跡法などの対話型の手法を用いて、補償器のパラメーターを調整できます。このツールボックスによって、PID コントローラーを含む SISO 補償器と MIMO 補償器の両方が自動的に調整されます。補償器には、いくつかのフィードバックループにわたる調整可能なブロックを複数含めることができます。ゲインスケジューリング コントローラーの調整や、設定値追従、外乱の抑制、安定余裕などの複数の調整目的の指定も可能です。立ち上がり時間、オーバーシュート、整定時間、ゲイン余裕、位相余裕、およびその他の要件を検証することで設計の妥当性を確認できます。
動的システムモデリング
制御システムの線形モデルを伝達関数、(スパースな) 状態空間モデル、LPV および LTV モデル、その他の表現として作成します。モデルを離散化してリサンプリングします。モデル次数を低次元化して、解析および制御設計を簡略化します。
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線形解析
時間領域および周波数領域でのシステムの挙動を可視化します。立ち上り時間、オーバーシュート、整定時間などのシステム特性を計算します。ゲイン余裕や位相余裕、交差周波数を計算することにより、システムの安定性を解析します。
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PID 調整
PID 調整器アプリまたはコマンドライン関数を使用して、自動的に PID コントローラーのゲインを調整し、性能とロバスト性のバランスをとります。連続または離散コントローラーおよび 2-DOF PID コントローラーを調整します。
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補償器の設計
制御システム デザイナー アプリで自動調整法を使用して、単入力単出力 (SISO) コントローラーを対話的に設計および解析します。一般的な制御コンポーネントを根軌跡、ボード線図、およびニコルス線図を使用してグラフィカルに調整します。
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状態推定および状態空間の制御設計
LQR/LQG および極配置アルゴリズムなどの状態空間の制御設計手法を使用します。線形および非線形のカルマンフィルターを含むオブザーバーを使用してシステムの状態を推定します。
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マルチループの多目的調整
制御システム調整器アプリを使用して、時間と周波数領域の設計要件を満たすように MATLAB または Simulink でモデル化された任意の SISO および MIMO 分散制御構造を自動調整します。
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ゲイン スケジューリング
非線形または時変プラントのゲインスケジュール コントローラーを設計します。要件を指定し、ゲイン曲面係数を自動的に調整します。設計の動作範囲全体にわたって、調整結果の妥当性を確認します。
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Simulink による制御設計
Simulink でモデル化された制御システムを解析および調整して、その時間および周波数領域特性を Simulink Control Design を使用して解析します。Simulink モデルを線形化し、時間応答および周波数応答を計算します。Simulink でモデル化されたフィードバックループをグラフィカルにまたは自動的に調整します。
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リファレンス アプリケーション
飛行制御、パワー エレクトロニクス、ロボティクス、およびその他のアプリケーション向けのリファレンス アプリケーションの例を使用して、MATLAB および Simulink でモデル化されたシステムのコントローラーを設計および解析します。
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製品リソース:
「Simulink を使うことで、安定した制御システムを短期間で作成することができました。ステートマシンやカスケード PI 制御を含む、システム全体をモデル化しました。このモデルを調整してロバスト性と応答時間を改善し、RCP で検証して、組み込みコードを生成しました。」
René Pätznick, WOM
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