Некорректное отображение АЧХ инструментом Lineaar Analysis Tool
Суть в том что необходимо снять АЧХ системы(рис.1), смоделированной в Simulink с помощью Linear Analysis Tool. Однако АЧХ сильно отличается от теоритической.
В результате поиска проблемы было установленно, что не правильно рассчитывается АЧХ передаточной функции, моделирующей апериодическое звено(рис.2). Важно, что данное звено находится в подсистеме "Electric motor".
Но при создании отдельной модели, состоящей только из этой подсистемы АЧХ моделируется корректно (рис.3).
Вопрос: почему АЧХ блока в сложной системе моделируется не корректно и как побороть эту проблему?
Уточнение вопроса.Посидел, подумал, сформулировал более правильно.
Как построить АХЧ разомкнутой системы не меняя ее структуру?
П.С. Версия матлаба R2014a, все рисунки и модель приложены документами, теоретические данные (что должно быть на АЧХ) на рис.4.
Лучший ответ
Павел, вы задаете абсолютно правильные вопросы, но не совсем корректно используете точки линейного анализа.
В модели в качестве входа и выхода системы для построения частоток указаны
Input Perturbation(входное возмущение) иOutput Measurement. Входное возмущение не разывает контур обратной связи перед блокомTransfer Function, оно лишь добавляет к входному сигналу дополнительную помеху. В результате вы получаете АЧХ замкнутого контура (может быть даже нескольких контуров - так глубоко в вашу модель я не вникал). Эта АЧХ правильная, просто это не то, что вы ожидали увидеть.Вы хотите построить АЧХ для одного единственного блока. На языке ТАУ это означает, что вы хотите построить АЧХ прямой цепи. Для построения АЧХ прямой цепи нужно разорвать контур обратной связи.
Разорвать его можно двумя способами:
Open-Loop InputвместоInput Perturbation.Теперь вы можете увидеть "правильную" АЧХ двигателя.
С помощью этого способа вам не нужно изменять структуру модели, достаточно с помощью Linear Analysis Points правильно ограничить части модели, с которыми работаете.
Рекомендую ознакомиться в справке с тем, как работают точки линейного анализа, и какие они бывают: https://docs.exponenta.ru/slcontrol/ug/specify-model-portion-to-linearize.html
Апдейт: АЧХ у вас на рис.3 построена для замкнутой системы, и не совсем верна. Вот частотки для вашей модели с рис.3 (Closed Loop) и правильной (Open Loop):
АЧХ системы рис.3 получилась похожа на реальную АЧХ можно сказать случайно, и только потому, что в новой модели вы изменили некоторые параметры. Скорее всего дело в коэффицент демпфирования b (было 0 , стало 1), но лучше это проверить.
Ответы
Павел, вы задаете абсолютно правильные вопросы, но не совсем корректно используете точки линейного анализа.
В модели в качестве входа и выхода системы для построения частоток указаны
Input Perturbation(входное возмущение) иOutput Measurement. Входное возмущение не разывает контур обратной связи перед блокомTransfer Function, оно лишь добавляет к входному сигналу дополнительную помеху. В результате вы получаете АЧХ замкнутого контура (может быть даже нескольких контуров - так глубоко в вашу модель я не вникал). Эта АЧХ правильная, просто это не то, что вы ожидали увидеть.Вы хотите построить АЧХ для одного единственного блока. На языке ТАУ это означает, что вы хотите построить АЧХ прямой цепи. Для построения АЧХ прямой цепи нужно разорвать контур обратной связи.
Разорвать его можно двумя способами:
Open-Loop InputвместоInput Perturbation.Теперь вы можете увидеть "правильную" АЧХ двигателя.
С помощью этого способа вам не нужно изменять структуру модели, достаточно с помощью Linear Analysis Points правильно ограничить части модели, с которыми работаете.
Рекомендую ознакомиться в справке с тем, как работают точки линейного анализа, и какие они бывают: https://docs.exponenta.ru/slcontrol/ug/specify-model-portion-to-linearize.html
Апдейт: АЧХ у вас на рис.3 построена для замкнутой системы, и не совсем верна. Вот частотки для вашей модели с рис.3 (Closed Loop) и правильной (Open Loop):
АЧХ системы рис.3 получилась похожа на реальную АЧХ можно сказать случайно, и только потому, что в новой модели вы изменили некоторые параметры. Скорее всего дело в коэффицент демпфирования b (было 0 , стало 1), но лучше это проверить.
kurguz, спасибо за подробное объяснение и ссылку, никак не мог найти статью с описанием точек линейного анализа, хотя и эта переведена автоматически и совсем ничего не понятно.
Возможно вы как опытный пользователь могли бы ее исправить на "человеческий" язык или написать новую публикацию по теме представленных в матлабе точек линеаризации.
Да, Павел, это здравая идея с переводом, в этой статье он откровенно плохой сейчас. Пока у меня совсем нет времени, вы можете попробовать исправить сами те части, в которых разберётесь.