Взвешенная цель усиления

Цель

Взвешенное частотой усиление ограничивает для настройки с Control System Tuner.

Описание

Взвешенная Цель Усиления ограничивает усиление взвешенной частотой передаточной функции WL (s) H (s) WR (s), где H (s) является передаточной функцией между вводами и выводами, вы задаете. WL (s) и WR (s) является функциями взвешивания, которые можно использовать, чтобы подчеркнуть конкретные диапазоны частот. Взвешенная Цель Усиления ограничивает пиковое усиление WL (s) H (s) WR (s) к значениям меньше чем 1. Если H (s) является передаточной функцией MIMO, Взвешенная Цель Усиления ограничивает самое большое сингулярное значение H (s).

По умолчанию Взвешенная Цель Усиления ограничивает усиление с обратной связью. Чтобы ограничить усиление, вычисленное с одним или несколькими открытыми циклами, задайте открывающие цикл местоположения в разделе I/O Transfer Selection диалогового окна.

Создание

Во вкладке Tuning Control System Tuner выберите New Goal> Frequency-weighted gain limit, чтобы создать Взвешенную Цель Усиления.

Эквивалентная командная строка

При настройке систем управления в командной строке используйте TuningGoal.WeightedGain, чтобы задать взвешенную цель усиления.

Выбор Передачи ввода-вывода

Используйте этот раздел диалогового окна, чтобы задать вводы и выводы передаточной функции, которую ограничивает настраивающаяся цель. Также задайте любые местоположения в который к разомкнутым циклам для оценки настраивающейся цели.

Specify input signals
Выберите одно или несколько местоположений сигнала в своей модели как входные параметры к передаточной функции, которую ограничивает настраивающаяся цель. Чтобы ограничить ответ SISO, выберите однозначный входной сигнал. Например, чтобы ограничить усиление от местоположения под названием 'u' к местоположению под названием 'y', нажмите Add signal to list и выберите 'u'. Чтобы ограничить самое большое сингулярное значение ответа MIMO, выберите несколько сигналов или сигнал с векторным знаком.
Specify output signals
Выберите одно или несколько местоположений сигнала в своей модели как выходные параметры передаточной функции, которую ограничивает настраивающаяся цель. Чтобы ограничить ответ SISO, выберите однозначный выходной сигнал. Например, чтобы ограничить усиление от местоположения под названием 'u' к местоположению под названием 'y', нажмите Add signal to list и выберите 'y'. Чтобы ограничить самое большое сингулярное значение ответа MIMO, выберите несколько сигналов или сигнал с векторным знаком.
Compute input/output gain 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.

Веса

Используйте текстовые поля Left weight WL и Right weight WR, чтобы задать функции взвешивания частоты для настраивающейся цели. Настраивающаяся цель гарантирует, что усиление H (s) от заданного входа, чтобы вывести удовлетворяет неравенство:

|| WL (s) H (s) WR (s) || _∞ <1.

WL обеспечивает взвешивание для выходных каналов H (s), и WR обеспечивает взвешивание для входных каналов. Можно задать скалярные веса или зависимое частотой взвешивание. Чтобы задать зависимое частотой взвешивание, используйте числовую модель LTI, значение которой представляет желаемую функцию взвешивания. Например, введите tf(1,[1 0.01]), чтобы задать высокий вес в низких частотах, который прокручивается от вышеупомянутого 0,01 рад/с.

Если настраивающаяся цель ограничивает передаточную функцию MIMO, скаляр или функции взвешивания SISO автоматически расширяются до любой размерности ввода или вывода. Можно задать различные веса для каждого канала путем определения функций взвешивания MIMO или матриц. Размерности H (s) должны быть соразмерными с размерностями WL и WR. Например, если ограниченная передаточная функция имеет два входных параметров, можно задать diag([1 10]) как WR.

Если вы настраиваетесь в дискретное время, можно задать функции взвешивания как модели дискретного времени с тем же временем выборки, как вы используете для настройки. Если вы задаете функции взвешивания в непрерывное время, настраивающееся программное обеспечение дискретизирует их. Определение функций взвешивания в дискретное время дает вам больше контроля функциями взвешивания около частоты Найквиста.

Опции

Используйте этот раздел диалогового окна, чтобы задать дополнительные характеристики взвешенной цели усиления.

Stabilize I/O transfer
По умолчанию настраивающаяся цель налагает требование устойчивости к передаточной функции с обратной связью от заданных входных параметров до выходных параметров, в дополнение к ограничению усиления. Если устойчивость не требуется или не может быть достигнута, выберите No, чтобы удалить требование устойчивости. Например, если ограничение усиления применяется к нестабильной передаточной функции разомкнутого цикла, выберите No.
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.
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 2:4 в текстовое поле Only Models.
Для получения дополнительной информации о настройке для многоуровневых моделей, смотрите Устойчивые Настраивающие Подходы (Robust Control Toolbox).

Алгоритмы

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 Weighted Gain Goal f (x) дают:

$f (x) = {‖ W L H (s, x) W R ‖}_{\infty} .$

H (s, x) является передаточной функцией с обратной связью между заданными вводами и выводами, оцененными со значениями параметров x. Здесь, ${‖ \cdot ‖}_{\infty}$ обозначает H _∞ норма (см. getPeakGain).

Эта настраивающая цель также налагает неявное ограничение устойчивости на взвешенную передаточную функцию с обратной связью между заданными входными параметрами к выходным параметрам, оцененным 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.

Документация