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1.控制系统设计的expertcontrol凯发娱乐登录的解决方案

针对反馈控制器设计的难题，expertcontrol公司推出了三个核心工具来解决，分别是：

● ecicp---自动系统辨识及控制设计工具；

● eccst---基于控制器切换技术的高级控制算法实现工具；

● ecstmlib---激励信号生成工具。

通过使用ecicp和eccst，能很好地解决控制系统设计时遇到的各种问题：

控制设计难题	expertcontrol解决方法	ecicp	eccst
控制设计是困难的	使用ecicp自动地来设计控制器。所需要做的仅是设置期望的响应时间。	√
控制设计是耗时的	ecicp在数秒内就能得到优化控制器	√
通过考虑系统动态来设计控制器是困难的	测量数据包含了系统动态和执行器、传感器、对象的非线性影响。ecicp基于数据来计算动态模型并设计合适的控制器	√
很难设计同时满足设定值响应和抗干扰性能的控制器	ecicp可同时根据设定值和抗干扰的响应来设计控制器	√
对于具有时变、非线性、延迟特性的多变量系统设计状态控制器通常非常耗时、昂贵且复杂	使用ecicp和eccst来设计状态控制器不需要花上比设计简单的p控制器更多的知识和时间	√	√
通常很难设计一个反馈控制器，能很好地控制在不同的工作点具有不同的动态特性的系统	运行ecicp，自动计算对于每个工作点的控制器；运行时，eccst会自动地在这些单独的控制器中进行切换	√	√
经典的控制器结构（如pid）在下面这些情况下不能使用： ● 系统包含多个共振； ●使系统没有斜坡跟踪误差	ecicp可以计算得到控制器结构和参数，并已集成到eccst中，如斜坡控制器、状态观测器、扫频信号跟踪控制器等等	√	√

使用expertcontrol提供的反馈控制设计工具，结合仿真机（如dspace、a&d5435），便可方便、快速地实现控制系统控制器的开发及测试。

图1 expertcontrol控制设计流程

2.expertcontrol控制设计工具应用案例

●系统描述

机械臂的简要结构如图2所示，系通过驱动力矩/力驱动一个旋转机构和一个平移机构，使得末端的钩爪在竖直平面内运动。系统由于受到重力的影响而呈现出非线性特性。旋转机构和平移机构上同时受到黏性摩擦力矩/力的作用。

图2 机械臂构成示意图

●问题

挑战是：设计控制器，使系统能在竖直平面内定位机械臂。系统具有径向位置和角位移这两个不同的设定值，同时包括若干个不同的工作模式。控制器必须可以移动机械臂到指定的位置或跟随期望的位置信号，并在不同的工作模式下平稳切换。

●凯发娱乐登录的解决方案

为了得到控制器，使用了ecicp。分成如下几步：

♦ 激励实验。给入呈阶梯变化的驱动力矩和驱动力；

♦ 系统辨识。选择某段数据作为辨识数据；

♦ 设计控制器。设定系统响应时间（0.5秒），选中额外的eccst特性，如斜坡控制器、静态解耦控制器；

♦ 将控制设计结果集成到eccst中，并下载到目标平台上做实现。

●结果

图3显示了闭环系统的控制结果（黑色线为径向位置设定曲线、红色线为角方向位置设计曲线）。径向和角方向的响应没有超调。对于径向位置设定值的斜坡变化，实际输出没有跟踪误差。同时，控制器的解耦效果也是非常明显的。整个系统辨识和控制设计过程短于一分钟。

图3 机械臂控制结果