Simulink Control Design

Simulink 環境上で制御システムを設計、解析

SSimulink Control Design は、Control System Toolbox のグラフィカルで自動化されたチューニング機能を使用して、Simulink 環境上で制御ループを直接チューニングするための 専用GUI環境 を提供します。線形化が可能な Simulink で作成したモデルであれば、任意の制御構造のモデルを取り扱うことができます。チューニング可能な Simulink ブロックには、ゲイン、分子・分母多項式型の伝達関数表現、零点・極・ゲイン型の伝達関数表現、状態空間表現、および PID Controller の各種ブロックが含まれます。Simulink Control Design は、チューニングされるブロックに対して自動的に該当する制御ループを識別し、単入力/単出力 (SISO) の制御系設計ツールの専用 GUI 環境である SISO Design Tool により、所定の制御系設計を行うために必要な各種セッションを、ウィザード形式で進めて行くことができます。

非線形システム向けのコントローラー設計 9:09
根軌跡とボード線図を使用して、ホイール ローダーの非線形モデルにコントローラーを設計します。

SISO Design Tool は以下の用途に使用することができます。

  • 複数の SISO ループ、あるいは連続、離散の SISO ループをグラフィカルにチューニング
  • パラメータをチューニング中に、ループの相互作用やループ結合の効果を観察
  • 独自の Robust Response Time の PID チューニングや、Ziegler-Nichols の PID チューニング、IMC 設計、LQG 設計など、システマティックな設計アルゴリズムを使用することで、補償器のパラメータの設計値を計算
  • 時間および周波数領域の設計要件を満たすように制御ループを最適化 (オプション製品の Simulink Design Optimization が必要)
  • PID ゲイン、零点・極・ゲイン型の伝達関数表現、およびマスク化されたブロックを含む Simulink のブロックのパラメータのチューニングが専用 GUI 環境から直接可能
  • 指令値追従性や外乱除去など、制御システムの性能を評価するため、モデルの任意の部分の閉ループ応答の確認
  • 専用 GUI 環境で、線形化モデルを対象にチューニングされたコントローラーのパラメーターの値を Simulink で作成した非線形モデルに上書きして反映し、完全な非線形システムにより制御システムの応答を検証
Optimizing  a multi-loop control system to simultaneously meet frequency-domain and time-domain requirements.
マルチループ制御システムを最適化することで、周波数領域の要件 (左) および時間領域の要件 (右) を同時に達成。専用 GUI 環境 (上) から最適化するコントローラーの パラメーターを指定。

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