Цель подавления помех
Цель
Ослабленные воздействия в конкретных местоположениях и в конкретных диапазонах частот, при использовании Control System Tuner.
Описание
Цель Подавления помех задает минимальное затухание воздействия, введенного в заданном местоположении в системе управления.
Когда вы используете эту настраивающую цель, программное обеспечение пытается настроить систему так, чтобы затухание воздействия в заданном местоположении превысило минимальный фактор затухания, который вы задаете. Этот фактор затухания является отношением между открытым - и чувствительностью с обратной связью к воздействию, и является функцией частоты.
Следующая схема иллюстрирует, как фактор затухания вычисляется. Предположим, что вы задаете местоположение в своей системе управления, y, который является выводом блока A. В этом случае программное обеспечение вычисляет чувствительность с обратной связью в out к сигналу, введенному в in. Программное обеспечение также вычисляет чувствительность с циклом управления, открытым в местоположении z.
Чтобы задать Цель Подавления помех, вы задаете одно или несколько местоположений, в которых можно ослабить воздействие. Вы также обеспечиваете зависимый частотой минимальный фактор затухания как числовую модель LTI. Можно достигнуть затухания воздействия только в пропускной способности управления. Усиление цикла должно быть больше, чем одно для воздействия, которое будет ослаблено (фактор затухания> 1).
Когда вы создаете настраивающуюся цель в Control System Tuner, целевой настройкой график сгенерирован. Пунктирная линия показывает профиль усиления, который вы задаете. Заштрихованная область на графике представляет область в частотном диапазоне, где настраивающаяся цель не удовлетворена. Сплошная линия является текущим соответствующим ответом вашей системы.
Если вы предпочитаете задавать чувствительность к воздействию в местоположении, а не затухание воздействия, можно использовать Цель Чувствительности.
Создание
Во вкладке Tuning Control System Tuner выберите New Goal> Disturbance rejection, чтобы создать Цель Подавления помех.
Эквивалентная командная строка
При настройке систем управления в командной строке используйте TuningGoal.Rejection, чтобы задать цель подавления помех.
Сценарий воздействия
Используйте этот раздел диалогового окна, чтобы задать местоположения сигнала, в которых можно ввести воздействие. Можно также задать открывающие цикл местоположения для оценки настраивающейся цели.
Inject disturbances at the following locations
Выберите одно или несколько местоположений сигнала в своей модели, в которой можно измерить затухание воздействия. Чтобы ограничить ответ SISO, выберите однозначное местоположение. Например, чтобы ослабить воздействие в местоположении под названием
'y', нажмите
Add signal to list и выберите 'y'. Чтобы ограничить ответ MIMO, выберите несколько сигналов или сигнал с векторным знаком.Evaluate disturbance rejection with the following loops open
Выберите одно или несколько местоположений сигнала в своей модели, в которой можно открыть обратную связь в целях оценки этой настраивающей цели. Настраивающаяся цель оценена против настройки разомкнутого цикла, созданной вводной обратной связью в местоположениях, которые вы идентифицируете. Например, чтобы оценить настраивающуюся цель с открытием в местоположении под названием
'x', нажмите Add signal to list и выберите 'x'.
Совет
Чтобы подсветить любой выбранный сигнал в модели Simulink®, щелкнуть
. Чтобы удалить сигнал из списка вводов или выводов, щелкнуть
. Когда вы выбрали несколько сигналов, можно переупорядочить их использование
и
. Для получения дополнительной информации о том, как задать местоположения сигнала для настраивающейся цели, смотрите, Задают Цели по Интерактивной Настройке.
Производительность отклонения
Задайте минимальное затухание воздействия как функцию частоты.
Введите числовую модель LTI SISO, значение которой представляет желаемый профиль затухания как функцию частоты. Например, можно задать сглаженную передаточную функцию (tf, zpk или модель ss). Также можно делать набросок кусочного минимального подавления помех с помощью модели frd. Когда вы делаете так, программное обеспечение автоматически сопоставляет профиль со сглаженной передаточной функцией, которая аппроксимирует желаемое минимальное подавление помех. Например, чтобы задать фактор затухания 100 на 40 дБ ниже 1 рад/с, который постепенно спадает до 1 прошлого 10 рад/с (на 0 дБ), вводят frd([100 100 1 1],[0 1 10 100]).
Если вы настраиваетесь в дискретное время, можно задать профиль затухания как модель дискретного времени с тем же временем выборки, как вы используете для настройки. Если вы задаете профиль затухания в непрерывное время, настраивающееся программное обеспечение дискретизирует его. Определение профиля затухания в дискретное время дает вам больше контроля профилем около частоты Найквиста.
Опции
Используйте этот раздел диалогового окна, чтобы задать дополнительные характеристики цели подавления помех.
Enforce goal in frequency range
Ограничьте осуществление настраивающейся цели к конкретному диапазону частот. Задайте диапазон частот как вектор - строку из формы
[min,max], выраженный в единицах частоты вашей модели. Например, чтобы создать настраивающуюся цель, которая применяется только между 1 и 100 рад/с, введите[1,100]. По умолчанию настраивающаяся цель применяется на всех частотах в течение непрерывного времени, и до частоты Найквиста в течение дискретного времени.Независимо от пределов вы входите, цель подавления помех может только быть осуществлена в пропускной способности управления.
Equalize cross-channel effects
Для многоконтурного или требований подавления помех MIMO, каналы обратной связи автоматически повторно масштабируются, чтобы компенсировать недиагональное (взаимодействие цикла) условия в передаточной функции разомкнутого цикла. Выберите
Off, чтобы отключить такое масштабирование и сформировать немасштабированный ответ разомкнутого цикла.Apply goal to
Используйте эту опцию при настройке многоуровневых моделей целиком, таких как массив моделей, полученных путем линеаризации модели Simulink в различных рабочих точках или значениях параметров блоков. По умолчанию активные настраивающие цели осуществляются для всех моделей. Чтобы осуществить настраивающееся требование для подмножества моделей в массиве, выберите Only Models. Затем введите индексы массива моделей, для которых осуществляется цель. Например, предположите, что вы хотите применить настраивающуюся цель к вторым, третьим, и четвертым моделям в образцовом массиве. Чтобы ограничить осуществление требования, введите
2:4в текстовое поле Only Models.Для получения дополнительной информации о настройке для многоуровневых моделей, смотрите Устойчивые Настраивающие Подходы (Robust Control Toolbox).
Алгоритмы
Оценка настраивающихся целей
Когда вы настраиваете систему управления, программное обеспечение преобразовывает каждую настраивающую цель в нормированное скалярное значение f (x). Здесь, x является вектором свободных (настраиваемых) параметров в системе управления. Программное обеспечение затем настраивает значения параметров, чтобы минимизировать f (x) или управлять f (x) ниже 1, если настраивающейся целью является трудное ограничение.
Для Disturbance Rejection Goal f (x) дают:
или его эквивалентное дискретное время. Здесь, S (jω, x) является функцией чувствительности с обратной связью, измеренной в местоположении воздействия. Ω является интервалом частоты, на котором требование осуществлено, задано в поле Enforce goal in frequency range. WS является функцией взвешивания частоты, выведенной от профиля затухания, который вы задаете. Усиления WS и заданного профиля примерно соответствуют для значений усиления в пределах от-20 дБ к 60 дБ. По числовым причинам функция взвешивания выравнивается вне этой области значений, если заданный профиль усиления не изменяет наклон вне этой области значений. Эта корректировка называется regularization. Поскольку полюса WS близко к s = 0 или s = Inf может привести к плохому числовому созданию условий для настройки, не рекомендуется задать формы цикла с очень низкочастотной или очень высокочастотной динамикой. Для получения дополнительной информации о регуляризации и ее эффектах, смотрите, Визуализируют Настраивающиеся Цели.
Неявные ограничения
Эта настраивающая цель налагает неявное ограничение устойчивости на функцию чувствительности с обратной связью, измеренную в заданном, оцененном с циклами, открытыми в заданных открывающих цикл местоположениях. Движущими силами, затронутыми этим неявным ограничением, является stabilized dynamics для этой настраивающей цели. Minimum decay rate и Maximum natural frequency, настраивающий опции, управляют нижними и верхними границами на этих неявно ограниченных движущих силах. Если оптимизации не удается соответствовать границам по умолчанию, или если конфликт границ по умолчанию с другими требованиями, на вкладке Tuning, использует Tuning Options, чтобы изменить значения по умолчанию.