Создайте Настраиваемую Модель С обратной связью для Настройки с hinfstruct

В Формулировке Конструктивных требований как Ограничения H-бесконечности вы выразили свои конструктивные требования как ограничение на H _∞ норма передаточной функции с обратной связью H (s).

Следующий шаг должен создать модель Generalized LTI (Control System Toolbox) H (s), который включает все фиксированные и настраиваемые элементы системы управления. Модель также включает любые функции взвешивания, которые представляют ваши конструктивные требования. Существует два способа получить эту настраиваемую модель вашей системы управления:

Построение системы с обратной связью Используя команды Control System Toolbox

Создать настраиваемую обобщенную линейную модель вашей системы управления с обратной связью в MATLAB^®:

Используйте команды, такие как tf, zpk и ss, чтобы создать числовые линейные модели, которые представляют фиксированные элементы вашей системы управления и любых функций взвешивания, которые представляют ваши конструктивные требования.
Используйте настраиваемые модели (любой Control Design Blocks или Generalized LTI модели), чтобы смоделировать настраиваемые элементы вашей системы управления. Для получения дополнительной информации о настраиваемых моделях, см. Модели с Настраиваемыми Коэффициентами (Control System Toolbox).
Используйте команды соединения моделей, такие как series, parallel и connect, чтобы создать вашу систему с обратной связью из числовых и настраиваемых моделей.

Пример: моделирование системы управления с настраиваемым контроллером PI и настраиваемым фильтром

Этот пример показывает, как создать настраиваемую обобщенную линейную модель следующей системы управления для настройки с hinfstruct.

Эта блок-схема представляет блок главного диска (HDA) в жестком диске. Архитектура включает объект G в обратную связь с контроллером PI C и фильтр нижних частот, F = a/(s+a). Настраиваемые параметры являются усилениями PI C и параметра фильтра a.

Блок-схема также включает функции взвешивания LS и 1/LS, которые выражают формирующие цикл требования. Позволенный T (s) обозначают передаточную функцию с обратной связью от входных параметров (r, _nw) к выходным параметрам (y, _ew). Затем H _∞ ограничение:

${‖ T (s) ‖}_{\infty} < 1$

приблизительно осуществляет целевую форму ответа разомкнутого цикла LS. В данном примере целевая форма цикла

$L S = \frac{1 + 0.001 \frac{s}{ω_{c}}}{0.001 + \frac{s}{ω_{c}}} .$

Это значение LS соответствует следующей форме ответа разомкнутого цикла.

Чтобы настроить систему управления HDA с hinfstruct, создайте настраиваемую модель системы с обратной связью T (s), включая функции взвешивания, можно следующим образом.

Загрузите объект G из сохраненного файла.
```
load hinfstruct_demo G
```
G является 9-м порядком модель (ss) пространства состояний SISO.
Создайте настраиваемую модель контроллера PI.
Можно использовать предопределенный Блок Системы управления tunablePID, чтобы представлять настраиваемый контроллер PI.
```
C = tunablePID('C','pi');
```
Создайте настраиваемую модель фильтра нижних частот.
Поскольку нет никакого предопределенного Блока Системы управления для фильтра F = a/(s+a), используйте realp, чтобы представлять настраиваемый параметр фильтра a. Затем создайте настраиваемую модель genss, представляющую фильтр.
```
a = realp('a',1);    
F = tf(a,[1 a]);
```
Укажите, что целевой цикл формирует LC.
```
wc = 1000;  
s = tf('s');
LS = (1+0.001*s/wc)/(0.001+s/wc);
```
Маркируйте вводы и выводы всех компонентов системы управления.
Маркировка I/Os позволяет вам соединять элементы, чтобы создать систему с обратной связью T (s).
```
Wn = 1/LS;
Wn.InputName = 'nw';
Wn.OutputName = 'n';
We = LS;
We.InputName = 'e';
We.OutputName = 'ew';
C.InputName = 'e';
C.OutputName = 'u';
F.InputName = 'yn';
F.OutputName = 'yf';
```
Задайте соединения подведения итогов с точки зрения меток ввода-вывода других компонентов системы управления.
```
Sum1 = sumblk('e = r - yf');
Sum2 = sumblk('yn = y + n');
```
Используйте connect, чтобы объединить все элементы в полную модель системы с обратной связью T (s).
```
T0 = connect(G,Wn,We,C,F,Sum1,Sum2,{'r','nw'},{'y','ew'});
```

T0 является объектом genss, который является моделью Generalized LTI, представляющей систему управления с обратной связью с функциями взвешивания. Свойство Blocks T0 содержит настраиваемые блоки C и a.

T0.Blocks

ans = struct with fields:
    C: [1x1 tunablePID]
    a: [1x1 realp]

Для получения дополнительной информации об обобщенных моделях систем управления, которые включают и числовые и настраиваемые компоненты, см. Модели с Настраиваемыми Коэффициентами (Control System Toolbox).

Можно теперь использовать hinfstruct, чтобы настроить параметры этой системы управления. Смотрите Мелодию Параметры Контроллера.

В этом примере модель T0 системы управления является непрерывно-разовой моделью (T0.Ts = 0). Можно также использовать hinfstruct с моделью дискретного времени, при условии, что вы задаете определенный шаг расчета (T0.Ts ≠ –1).

Построение системы с обратной связью Используя команды Simulink Control Design

Если у вас есть модель Simulink вашей системы управления и программное обеспечение Simulink Control Design, используйте slTuner, чтобы создать интерфейс к модели Simulink вашей системы управления. Когда вы создаете интерфейс, вы задаете который блоки настроить вашу модель. Интерфейс slTuner позволяет вам извлекать модель с обратной связью для настройки с hinfstruct. (Основанная на Simulink функциональность не доступна в MATLAB Online™.)

Пример: создание взвешенной настраиваемой модели системы управления, начинающей с модели Simulink

Этот пример показывает, как создать настраиваемую обобщенную линейную модель системы управления в модели Simulink rct_diskdrive.

Создать обобщенную линейную модель этой системы управления (включая формирующие цикл функции взвешивания):

Откройте модель.
```
open('rct_diskdrive');
```
Создайте интерфейс slTuner к модели. Интерфейс позволяет вам задавать настраиваемые блоки, и извлечение линеаризовало разомкнутый цикл и ответы с обратной связью. (Для получения дополнительной информации об интерфейсе, смотрите страницу с описанием slTuner.)
```
ST0 = slTuner('rct_diskdrive',{'C','F'});
```
Эта команда указывает, что C и F являются настраиваемыми блоками в модели. Интерфейс slTuner автоматически параметризует эти блоки. Параметризация по умолчанию блока F передаточной функции является передаточной функцией с двумя свободными параметрами. Поскольку F является фильтром нижних частот, необходимо ограничить его коэффициенты. Для этого задайте пользовательскую параметризацию F.
```
a = realp('a',1);    % filter coefficient
setBlockParam(ST0,'F',tf(a,[1 a]));
```
Извлеките настраиваемую модель передаточной функции с обратной связью, которую вы хотите настроить.
```
T0 = getIOTransfer(ST0,{'r','n'},{'y','e'});
```
Эта команда возвращает модель genss линеаризовавшей передаточной функции с обратной связью из ссылки, и шум вводит r,n к измерению и ошибке выходные параметры y,e. Вывод ошибок необходим для формирующей цикл функции взвешивания.
Задайте формирующие цикл функции взвешивания и добавьте их к T0.
```
wc = 1000;
s = tf('s');
LS = (1+0.001*s/wc)/(0.001+s/wc);

T0 = blkdiag(1,LS) * T0 * blkdiag(1,1/LS);
```

Обобщенная линейная модель T0 является настраиваемой моделью передаточной функции с обратной связью T (s), обсужденный в Примере: Моделирование Системы управления С Настраиваемым Контроллером PI и Настраиваемым Фильтром. T (s) является взвешенной моделью с обратной связью системы управления rct_diskdrive. Настройка T0, чтобы осуществить H _∞ ограничение

${‖ T (s) ‖}_{\infty} < 1$

приблизительно осуществляет целевую форму цикла LS.

Документация