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利用控制系统的开环响应进行稳定裕度分析

此示例说明如何使用模型线性化器来分析控制系统的开环响应。

此示例说明如何在没有反馈信号影响的情况下计算组合控制器被控对象系统的线性模型。例如，您可以使用波特图来分析生成的线性模型。

打开 Simulink® 模型。

sys = 'watertank';
open_system(sys)

Water-Tank System 模块表示此控制系统中的被控对象，包括所有系统非线性部分。

在 Simulink 模型窗口中，指定要线性化的模型部分。对于此示例，使用开环输出分析点指定环路开口。

  1. 打开线性化选项卡。为此，请在 App 库中，点击线性化管理器。

  2. 要指定信号的分析点，请点击模型中的信号。然后，在线性化选项卡上的插入分析点库中，选择分析点的类型。

    • 将 PID Controller 模块的输入信号配置为输入扰动。

    • 将 Water-Tank System 模块的输出信号配置为开环输出。

模型中会显示注解，指示将哪些信号指定为分析点。

提示

如果您不想给 Simulink 模型带来任何更改，可以在模型线性化器中指定分析点。有关详细信息，请参阅Specify Portion of Model to Linearize in Model Linearizer。

打开模型的模型线性化器。在 Simulink 模型窗口的 App 库中，点击模型线性化器。

默认情况下，将选择您在模型中指定的分析点以进行线性化，如分析 I/O 下拉列表中所示。

要使用指定的分析点线性化模型并生成线性化模型的波特图，请点击 波特。

默认情况下，模型线性化器在模型初始条件下线性化模型，如工作点下拉列表中所示。有关如何在不同工作点处线性化模型的示例，请参阅在配平工作点处进行线性化和Linearize at Simulation Snapshot。

提示

要生成波特图以外的响应类型，请点击图库中的相应按钮。

要查看模型的最小稳定裕度，请右键点击波特图，然后选择特征 > 最小稳定裕度。

波特图显示相位裕度标记。要显示包含相位裕度值的数据提示，请点击该标记。

对于此系统，当穿越频率为 0.4 弧度/秒时，相位裕度为 90 度。

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