matlab预测控制工具箱

《matlab预测控制工具箱》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、matlab预测控制工具箱一、设计示例注：示例均为matlab自带1、伺服系统控制器的设计图4-1位置伺服系统原理图（1）伺服系统数学模型位置伺服系统由直流电机、变速箱、弹性轴、负载等组成（见图4-1）。可用如下微分方程来描述：上式中的变量定义及取值见表4-1。欢迎流通！西安交通大学自动化系，zhistar@163.com将上述微分方程写成状态方程形式，有其中，。（2）控制目标及约束控制目标：在电压V的控制下，使过载角位置跟踪指定值。输出量仅有可观测。弹性轴承受的强度有一定的限制，因此对输出力矩T的赋值作一定约束：对

2、输入电压的约束：2该系统有一个输入V，两个输出：（可测量）和T（不可测量）。（3）在matlab中定义该系统的状态空间模型首先需要在matlab中对系统的数学模型进行定义。可以直接在命令行输入mpcmotormodel（建议做法），也可以在命令行中输入下列命令：%DC-motorwithelasticshaft%%Parameters(MKS)%-----------------------------------------------------------Lshaft=1.0;%Shaftlengthdshaf

3、t=0.02;%Shaftdiametershaftrho=7850;%Shaftspecificweight(Carbonsteel)G=81500*1e6;%Modulusofrigiditytauam=50*1e6;%ShearstrengthMmotor=100;%RotormassRmotor=.1;%RotorradiusJmotor=.5*Mmotor*Rmotor^2;%RotoraxialmomentofinertiaBmotor=0.1;%Rotorviscousfrictioncoefficie

4、nt(ACASO)R=20;%ResistanceofarmatureKt=10;%Motorconstantgear=20;%GearratioJload=50*Jmotor;%LoadinertiaBload=25;%LoadviscousfrictioncoefficientIp=pi/32*dshaft^4;%Polarmomentumofshaft(circular)sectionKth=G*Ip/Lshaft;%Torsionalrigidity(Torque/angle)Vshaft=pi*(dshaf

5、t^2)/4*Lshaft;%ShaftvolumeMshaft=shaftrho*Vshaft;%ShaftmassJshaft=Mshaft*.5*(dshaft^2/4);%ShaftmomentofinertiaJM=Jmotor;JL=Jload+Jshaft;Vmax=tauam*pi*dshaft^3/16;%MaximumadmissibletorqueVmin=-Vmax;%Input/State/Outputcontinuoustimeform%--------------------------

6、--------------------------------AA=[0100;-Kth/JL-Bload/JLKth/(gear*JL)0;0001;Kth/(JM*gear)0-Kth/(JM*gear^2)-(Bmotor+Kt^2/R)/JM];3BB=[0;0;0;Kt/(R*JM)];Hyd=[1000];Hvd=[Kth0-Kth/gear0];Dyd=0;Dvd=0;%DefinetheLTIstate-spacemodelsys=ss(AA,BB,[Hyd;Hvd],[Dyd;Dvd]);（4）利

7、用MPCTOOL界面设计控制器第一步：导入模型在命令行窗口中输入mpctool，工具箱界面出来后点击ImortPlant…，此时界面如4-2所示。图4-2ImportDialogBoxwiththeServomechanismModelSelected此时先前定义的伺服系统数学模型sys默认被选中，Properties列出了该模型的主要属性。点击Import，导入数学模型，见4-3所示。第二步：设置属性系统的数学模型导入后，需要对输入变量和输出变量的属性做一些修改，使之符合实际情况。默认情况下，输入变量类型均是man

8、ipulated，本例中不需要修改。默认输出变量类型是measured，本例的两个输出变量中，可测量，T不可测量，需要相应修改。4可以修改输入变量和输出变量的名称，增加描述性内容，设置单位和初始值。此处将In1,Out1,Out2修改为V,ThetaL,T，其它修改见图4-3。图4-3DesignToolAfterImportingthePla