looptune

Настройте обратную связь фиксированной структуры

Синтаксис

[G,C,gam] = looptune(G0,C0,wc)
[G,C,gam] = looptune(G0,C0,wc,Req1,...,ReqN)
[G,C,gam] = looptune(...,options)
[G,C,gam,info] = looptune(...)

Описание

[G,C,gam] = looptune(G0,C0,wc) настраивает обратную связь

удовлетворять следующие требования по умолчанию:

  • Пропускная способность — Усиление перекрестно соединяет для каждого цикла падения интервала частоты wc

  • Производительность — Интегральное действие на частотах ниже wc

  • Робастность — Соответствующие запасы устойчивости и спад усиления на частотах выше wc

Настраиваемая модель genss C0 задает структуру контроллера, параметры и начальные значения. Модель G0 задает объект. G0 может быть моделью Numeric LTI, или, для co-настройки объект и контроллер, настраиваемая модель genss. Датчик сигнализирует о y (измерения), и привод сигнализирует, что u (средства управления) задает контур между объектом и контроллером.

Примечание

Для настройки моделей Simulink® с looptune используйте slTuner, чтобы создать интерфейс к вашей модели Simulink. Можно затем настроиться, система управления с looptune для slTuner (требует Simulink Control Design™).

[G,C,gam] = looptune(G0,C0,wc,Req1,...,ReqN) настраивает обратную связь, чтобы встретиться, дополнительные конструктивные требования, заданные в одной или нескольких настраивающихся целях, возражает Req1,...,ReqN. Не используйте wc, чтобы использовать требования, заданные в Req1,...,ReqN вместо явной целевой перекрестной частоты и производительности по умолчанию и требований робастности.

[G,C,gam] = looptune(...,options) задает дальнейшие опции, включая целевое поле усиления, целевое поле фазы и вычислительные опции для настраивающегося алгоритма.

[G,C,gam,info] = looptune(...) возвращает структуру info с дополнительной информацией о настроенном результате. Используйте info с командой loopview, чтобы визуализировать настраивающиеся ограничения и подтвердить настроенный проект.

Входные параметры

G0

Числовая модель LTI или настраиваемая модель genss, представляющая объект в системе управления, чтобы настроиться.

Объект является фрагментом вашей системы управления, выходные параметры которой являются сигналами датчика (измерения) и чьи входные параметры являются сигналами привода (средства управления). Используйте connect, чтобы создать G0 из отдельных числовых или настраиваемых компонентов.

C0

Обобщенная модель LTI, представляющая контроллер. C0 задает структуру контроллера, параметры и начальные значения.

Контроллер является фрагментом вашей системы управления, которая получает сигналы датчика (измерения) как входные параметры и производит сигналы привода (средства управления) как выходные параметры. Используйте модели Control Design Blocks и Generalized LTI, чтобы представлять настраиваемые компоненты контроллера. Используйте connect, чтобы создать C0 из отдельных числовых или настраиваемых компонентов.

wc

Вектор, задающий цель, перекрестно соединяет область [wcmin,wcmax]. Команда looptune пытается настроить все циклы в системе управления так, чтобы коэффициент усиления разомкнутого контура пересек 0 дБ в целевой перекрестной области.

Скалярный wc задает целевую перекрестную область [wc/2,2*wc].

Req1,...,ReqN

Один или несколько объектов TuningGoal, задающих конструктивные требования, такие как TuningGoal.Tracking, TuningGoal.Gain или TuningGoal.LoopShape.

options

Набор опций для алгоритма looptune, заданное использование looptuneOptions. Смотрите looptuneOptions для получения информации о доступных параметрах, включая целевое поле усиления и поле фазы.

Выходные аргументы

G

Настроенный объект.

Если G0 является моделью Numeric LTI, G совпадает с G0.

Если G0 является настраиваемой моделью genss, G является моделью genss с Блоками Системы управления того же номера и вводит как G0. Текущее значение G является настроенным объектом.

C

Настроенный контроллер. C является моделью genss с Блоками Системы управления того же номера и вводит как C0. Текущее значение C является настроенным контроллером.

gam

Уровень успеха указания параметра на встрече всех настраивающих ограничений. Значение   gam <= 1 указывает, что все требования удовлетворены.   gam >> 1 указывает на отказ удовлетворить по крайней мере одно требование. Используйте loopview, чтобы визуализировать настроенный результат и идентифицировать неудовлетворенное требование.

Для лучших результатов используйте опцию RandomStart в looptuneOptions, чтобы получить несколько выполнений минимизации. Установка RandomStart к целочисленному N > 0 заставляют looptune запускать оптимизацию N дополнительные времена, начало от значений параметров, которые это выбирает случайным образом. Можно исследовать gam на каждое выполнение, чтобы помочь идентифицировать результат оптимизации, который соответствует конструктивным требованиям.

info

Данные для проверки настраивающихся результатов, возвращенных как структура. Чтобы использовать данные в info, используйте команду loopview(G,C,info), чтобы визуализировать настраивающиеся ограничения и подтвердить настроенный проект.

info содержит следующие настраивающие данные:

Di,Do

Оптимальные масштабирования ввода и вывода, возвращенные как модели в пространстве состояний. Масштабированный объект дан Do\G*Di.

Specs

Конструктивные требования, что построения looptune для его вызова systune для настройки (см. Алгоритмы), возвратились как вектор объектов требования TuningGoal.

Runs

Подробная информация о каждой оптимизации, запущенной выполняемый systune, когда названо looptune для настройки (см. Алгоритмы), возвратилась как структура данных.

Содержимым Runs является info вывод вызова systune. Для получения информации о полях Runs см. описание выходного аргумента info на странице с описанием systune.

Примеры

Настройте систему управления следующим рисунком, чтобы достигнуть перекрестного соединения между 0,1 и 1 радом/min.

Объект 2 на 2 G представлен:

G(s)=175s+1[87.886.4108.2109.6].

Контроллер фиксированной структуры, C, включает три компонента: разъединяющийся матричный D 2 на 2 и два контроллера PI PI_L и PI_V. Сигналы r, y и e являются сигналами с векторным знаком размерности 2.

Создайте числовую модель, которая представляет объект и настраиваемую модель, которая представляет контроллер. Назовите все вводы и выводы как в схеме, так, чтобы looptune знал, как соединить объект и контроллер через сигналы управления и измерения.

s = tf('s');
G = 1/(75*s+1)*[87.8 -86.4; 108.2 -109.6];
G.InputName = {'qL','qV'};
G.OutputName = 'y';

D = tunableGain('Decoupler',eye(2));
D.InputName = 'e';
D.OutputName = {'pL','pV'};
PI_L = tunablePID('PI_L','pi');
PI_L.InputName = 'pL';
PI_L.OutputName = 'qL';
PI_V = tunablePID('PI_V','pi'); 
PI_V.InputName = 'pV';
PI_V.OutputName = 'qV'; 
sum1 = sumblk('e = r - y',2);
C0 = connect(PI_L,PI_V,D,sum1,{'r','y'},{'qL','qV'});

wc = [0.1,1];
[G,C,gam,info] = looptune(G,C0,wc);

C является настроенным контроллером, в этом случае модель genss с теми же типами блока как C0.

Можно исследовать настроенный результат с помощью loopview.

Алгоритмы

looptune автоматически преобразовывает целевую пропускную способность, требования к производительности и дополнительные конструктивные требования в функции взвешивания, которые выражают требования как задачу оптимизации H∞. looptune затем использует systune, чтобы оптимизировать настраиваемые параметры, чтобы минимизировать норму H∞. Для получения дополнительной информации об алгоритмах оптимизации, см. [1].

looptune вычисляет норму H∞ с помощью алгоритма [2] и сохранение структуры eigensolvers от библиотеки SLICOT. Для получения дополнительной информации о библиотеке SLICOT, см. http://slicot.org.

Альтернативы

Для настройки моделей Simulink с looptune смотрите slTuner, и looptune (требует Simulink Control Design).

Вопросы совместимости

развернуть все

Поведение изменяется в R2016a

Ссылки

[1] П. Апкэриэн и Д. Нолл, "Несглаженный Синтез H-бесконечности". Транзакции IEEE на Автоматическом управлении, Издании 51, Номере 1, 2006, стр 71–86.

[2] Bruisma, Н.Э. и М. Стейнбач, "Алгоритм FAST, чтобы Вычислить -норму H Матрицы Передаточной функции", Системные Буквы Управления, 14 (1990), стр 287-293.

Расширенные возможности

Введенный в R2016a