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線形化モデルのBode線図

Simulink LTI Viewerを使って、種々のコントローラのBode線図を比較できます。たとえば、下に示すF14コントローラのゲインKiを変更し、Bode線図のゲイン応答を比較します。

図 3-22:F14コントローラ

F14モデルの開ループBode線図

開ループ解析モデルを指定して、モデル上で、Simulinkで線形化を行う方法を理解することが必要になります。Simulinkモデル上で、Input PointブロックとOutput Pointブロックの配置により、現在の結線を切断したり、ある要素を孤立化させることはできません。

たとえば、つぎの簡単なダイアグラムを考えます。

Input PointブロックやOutput Pointブロックの位置をベースに、これらのブロックにより設定できる解析対象のモデルは、プラントモデルPと考えられます。しかし、フィードバックループにより、この解析モデルは、閉ループ伝達関数になります。

開ループプラントPを解析したい場合、ループをオープンにする必要があります。たとえば、SumブロックとInput Pointブロックの間の線を切断します。

デフォルトでは、Simulink LTI Viewerは、Input PointブロックとOutput Pointブロックとの間にフィードバックループを含んでいる場合は、常に、閉ループ解析を行います。開ループBode線図を得たい場合、フィードバックラインを削除することで、モデル内のフィードバックパスをオープンする必要があります。

F14の例題において、開ループモデルを作成する一つの方法は、F14コントローラと繋がっているピッチレート q、アタック角 Alphaからのフィードバックラインを削除することです。つぎの図は、フィードバックパスを削除したf14モデルを示しています。

図 3-23:ピッチレートqとアタック角AlphaをもつF14モデルで、フィードバックパスを削除したもの

フィードバックパスを一度削除すると、線形化した開ループ解析を実行できます。

Simulink LTI Viewer内で、Bode線図の比較

Simulink LTI Viewerは、プロットの履歴を維持しているので、K1を変化させて、Bode線図を比較することができます。ユーザがK1を変化させて、Simulinkメニューの線形化されたモデルの取得(Get Linearized Model)を選択し、ビューワに新しいプロットを表示できます。つぎの図は、3種類のK1の値に対する開ループBode線図を示しています。