idnlarx/findop

Вычислите рабочую точку для модели Nonlinear ARX

Синтаксис

[X,U] = findop(sys,'steady',InputLevel,OutputLevel)
[X,U] = findop(sys,spec)
[X,U] = findop(___,Options)
[X,U,Report] = findop(___)
[X,U] = findop(sys,'snapshot',T,Uin)
[X,U] = findop(sys,'snapshot',T,Uin,X0)

Описание

пример

[X,U] = findop(sys,'steady',InputLevel,OutputLevel) возвращает значения состояния рабочей точки, X, и входные значения, U, для theidnlarx модели, sys, с помощью установившихся спецификаций ввода и вывода.

пример

[X,U] = findop(sys,spec) возвращает установившуюся рабочую точку для sys с помощью спецификации рабочей точки, spec.

пример

[X,U] = findop(___,Options) задает параметры поиска оптимизации для всех предыдущих синтаксисов.

пример

[X,U,Report] = findop(___) возвращает сводный отчет о результатах поиска оптимизации для всех предыдущих синтаксисов.

пример

[X,U] = findop(sys,'snapshot',T,Uin) возвращает рабочую точку для sys в снимке состояния симуляции во время, T, с помощью заданного входа, Uin. Начальные состояния sys приняты, чтобы быть нулем.

пример

[X,U] = findop(sys,'snapshot',T,Uin,X0) задает начальные состояния симуляции.

Примеры

свернуть все

Оцените нелинейную модель ARX.

load iddata6;
M = nlarx(z6,[4 3 1]);

Найдите установившуюся рабочую точку, где уровень на входе фиксируется к 1, и вывод неизвестен.

[X,U] = findop(M,'steady',1,NaN);

Оцените нелинейную модель ARX.

load iddata7;
M = nlarx(z7,[4 3*ones(1,2) 2*ones(1,2)]);

Создайте объект спецификации рабочей точки по умолчанию.

spec = operspec(M);

Установите значения для входных сигналов.

spec.Input.Value(1) = -1;
spec.Input.Value(2) = 1;

Установите максимальные и минимальные значения для выходного сигнала.

spec.Output.Max = 10;
spec.Output.Min = -10;

Найдите установившуюся рабочую точку с помощью данных спецификаций.

[X,U] = findop(M,spec);

Оцените нелинейную модель ARX.

load iddata6;
M = nlarx(z6,[4 3 2]);

Создайте набор опции findopOptions по умолчанию.

opt = findopOptions(M);

Измените набор опции, чтобы задать метод поиска градиента быстрейшего спуска, имеющий до 50 итераций.

opt.SearchMethod = 'grad';
opt.SearchOptions.MaxIterations = 50;

Найдите установившуюся рабочую точку с помощью заданных опций.

[X,U] = findop(M,'steady',1,1,opt);

Оцените нелинейную модель ARX.

load iddata7;
M = nlarx(z7,[4 3*ones(1,2) 2*ones(1,2)]);

Найдите, что установившаяся рабочая точка, где введено 1 установлена в 1 и ввела 2, неограниченно. Исходным предположением для выходного значения является 2.

[X,U,R] = findop(M,'steady',[1 NaN],2);

Отобразите сводный отчет.

disp(R);
            SearchMethod: 'auto'
                 WhyStop: 'Near (local) minimum, (norm(g) < tol).'
              Iterations: 11
               FinalCost: 0
    FirstOrderOptimality: 0
            SignalLevels: [1x1 struct]

Загрузите данные об оценке и оцените нелинейную модель ARX.

load twotankdata;
z = iddata(y,u,1);
M = nlarx(z,[4 3 1]);

Найдите снимок состояния симуляции после 10 секунд, приняв начальные состояния нуля.

[X,U] = findop(M,'snapshot',10,z);

Загрузите данные об оценке и оцените нелинейную модель ARX.

load twotankdata;
z = iddata(y,u,1);
M = nlarx(z,[4 3 1]);

Создайте вектор начального состояния. Первые четыре состояния соответствуют задержанным выходным значениям, и итоговые три состояния соответствуют задержанным входным параметрам.

X0 = [2;2;2;2;5;5;5];

Найдите снимок состояния симуляции после 10 секунд с помощью заданных начальных состояний.

[X,U] = findop(M,'snapshot',10,z,X0);

Входные параметры

свернуть все

Нелинейная модель ARX, заданная как объект idnlarx.

Установившийся уровень на входе для вычисления рабочей точки, заданной как вектор. Длина InputLevel должна равняться количеству входных параметров, заданных в sys.

Алгоритм оптимизации принимает, что конечные значения в InputLevel являются зафиксированными входными значениями. Используйте NaN, чтобы задать неизвестные входные сигналы с исходными предположениями 0. Минимальные и максимальные границы для всех входных параметров имеют значения по умолчанию -Inf и +Inf соответственно.

Установившийся уровень на выходе для вычисления рабочей точки, заданной как вектор. Длина OutputLevel должна равняться количеству выходных параметров, заданных в sys.

Значения в OutputLevel указывают на исходные предположения для алгоритма оптимизации. Используйте NaN, чтобы задать неизвестные выходные сигналы с исходными предположениями 0. Минимальные и максимальные границы для всех выходных параметров имеют значения по умолчанию -Inf и +Inf соответственно.

Спецификации рабочей точки, такие как минимальные и максимальные ограничения ввода/вывода и известные входные параметры, заданные как anoperspec объект.

Время снимка состояния рабочей точки, заданное как положительная скалярная величина. Значение T должно быть в области значений [T0, N *Ts], где N является количеством входных выборок, Ts является шагом расчета, и T0 является входным временем начала (Uin.Tstart).

Создайте снимки вход симуляции, заданный как одно из следующего:

  • Объект iddata временного интервала с шагом расчета и входным размером, который совпадает с sys.

  • Матрица со столькими же столбцов сколько там вводится каналы. Если матрица имеет строки N, входные данные принят, чтобы соответствовать временному вектору (1:N)*sys.Ts.

Начальные состояния симуляции, заданной как вектор-столбец с размером, равняются количеству состояний в sys. X0 обеспечивает начальные условия в то время соответствие первой входной выборке (Uin.Start, если Uin является объектом iddata или sys.Ts, если Uin является двойной матрицей).

Для получения дополнительной информации о состояниях модели idnlarx, см. Определение idnlarx состояний.

Установлены параметры поиска рабочей точки, заданные как опция findopOptions.

Выходные аргументы

свернуть все

Значения состояния рабочей точки, возвращенные как вектор-столбец длины, равняются количеству образцовых состояний.

Входные значения рабочей точки, возвращенные как вектор-столбец длины, равняются количеству входных параметров.

Сводный отчет результата поиска, возвращенный как структура со следующими полями:

Поле Описание
SearchMethodМетод поиска используется для итеративной оценки параметра. Смотрите SearchMethod в findopOptions для получения дополнительной информации.
WhyStopУсловие завершения алгоритма поиска.
IterationsКоличество итераций оценки выполняется.
FinalCostОкончательное значение целевой функции минимизации (сумма квадратичных невязок).
FirstOrderOptimality- норма поискового вектора градиента, когда алгоритм поиска останавливается.
SignalLevelsСтруктура, содержащая поля Input и Output, которые являются уровнями сигнала ввода и вывода рабочей точки соответственно.

Алгоритмы

свернуть все

findop вычисляет рабочую точку из установившихся спецификаций рабочей точки или в снимке состояния симуляции.

Вычисление рабочей точки от установившихся спецификаций

Чтобы вычислить установившуюся рабочую точку, вызовите findop с помощью любого из следующих синтаксисов:

[X,U] = findop(sys,'steady',InputLevel,OutputLevel)
[X,U] = findop(sys,spec)

Чтобы вычислить состояния, X, и вход, U, установившейся рабочей точки, findop минимизирует норму ошибки e (t) = y (t)-f (x (t), u (t)), где:

  • f является средством оценки нелинейности.

  • u (t) является входом.

  • x (t) является образцовым состоянием.

  • y (t) является образцовый вывод.

Можно задать алгоритм поиска и параметры поиска с помощью набора опции findopOptions.

Алгоритм использует следующие независимые переменные для минимизации:

  • Неизвестные (незаданные) уровни входного сигнала

  • Уровни выходного сигнала

Поскольку состояния модели idnlarx являются задержанными выборками переменных ввода и вывода, значения состояния являются постоянными значениями соответствующих установившихся вводов и выводов. Для получения дополнительной информации об определении нелинейных состояний модели ARX, см. Определение idnlarx состояний.

Вычисление рабочей точки в снимке состояния симуляции

Когда вы используете синтаксис [X,U] = findop(sys,'snapshot',T,Uin,X0), алгоритм моделирует образцовый вывод до времени снимка состояния, T. Во время снимка состояния алгоритм передает выборки ввода и вывода команде data2state, чтобы сопоставить эти значения с вектором текущего состояния.

Примечание

Для основанных на снимке состояния вычислений findop не выполняет числовую оптимизацию.

Расширенные возможности

Смотрите также

| | | | |

Введенный в R2008a

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте