hinfstruct

H ∞ настройка контроллеров фиксированной структуры

Синтаксис

CL = hinfstruct(CL0)
[CL,gamma,info] = hinfstruct(CL0)
[CL,gamma,info] = hinfstruct(CL0,options)
[C,gamma,info] = hinfstruct(P,C0,options)

Описание

CL = hinfstruct(CL0) настраивает свободные параметры настраиваемой модели genss CL0. Эта настройка минимизирует H ∞ норма передаточной функции с обратной связью, смоделированной CL0. Модель CL0 представляет систему управления с обратной связью, которая включает настраиваемые компоненты, такие как контроллеры или фильтры. CL0 может также включать функции взвешивания то получение конструктивные требования.

[CL,gamma,info] = hinfstruct(CL0) возвращает gamma (минимальный H ∞ норма) и структура данных info с дополнительной информацией о каждой запущенной оптимизации.

[CL,gamma,info] = hinfstruct(CL0,options) позволяет вам задавать дополнительные опции для оптимизатора с помощью hinfstructOptions.

[C,gamma,info] = hinfstruct(P,C0,options) настраивается параметрический контроллер блокирует C0. Эта настройка минимизирует H ∞ норма системы с обратной связью   CL0 = lft(P,C0). Чтобы использовать этот синтаксис, выразите свою систему управления и конструктивные требования как модель Standard Form, как на следующем рисунке:

P является числовой моделью LTI, которая включает фиксированные элементы архитектуры управления. P может также включать функции взвешивания то получение конструктивные требования. C0 может быть одним настраиваемым компонентом (например, Блок Системы управления (Control System Toolbox) или модель genss) или массив ячеек нескольких настраиваемых компонентов. C является параметрической моделью или массивом параметрических моделей тех же типов как C0.

Входные параметры

CL0

Обобщенная модель (genss) пространства состояний, описывающая взвешенную передаточную функцию с обратной связью системы управления. CL0 включает и фиксированные и настраиваемые компоненты системы управления. Настраиваемые компоненты системы управления представлены как блоки системы управления (Control System Toolbox) и хранятся в свойстве CL0.Blocks модели genss. hinfstruct настраивает настраиваемые параметры блоков системы управления в CL0, чтобы минимизировать H ∞ норма взвешенной передаточной функции. Для получения дополнительной информации о построении этой обобщенной модели, смотрите, Создают Настраиваемую Модель С обратной связью для Настройки с hinfstruct.

CL0 может быть моделью непрерывно-разового или дискретного времени. В дискретное время шаг расчета должен быть задан (Ts ≠ –1).

CL0 может быть массивом моделей, позволив вам настроить набор параметров контроллера для многоуровневых моделей одновременно. Например, многоуровневые модели могут представлять различные конфигурации системы, различные рабочие точки или различные типы отказа системы.

CL0 может включать неопределенные блоки системы управления, а также настраиваемые блоки. Если CL0 имеет неопределенные блоки, hinfstruct выполняет устойчивую настройку.

P

Числовая модель LTI, представляющая фиксированные элементы архитектуры управления, которая будет настроена. P может также включать функции взвешивания то получение конструктивные требования. Можно получить P двумя способами:

  • В MATLAB® смоделируйте фиксированные элементы своей системы управления как числовые модели LTI. Затем используйте функции создания блок-схемы (такие как connect и feedback), чтобы создать P из смоделированных компонентов. Также включайте любые функции взвешивания, которые представляют ваши конструктивные требования.

  • Если вы имеете модель Simulink® своей системы управления и имеете Simulink Control Design™, используйте linlft, чтобы получить линейную модель фиксированных элементов вашей системы управления. Команда linlft линеаризует вашу модель Simulink, исключая заданные блоки Simulink (блоки, которые представляют элементы контроллера, которые вы хотите настроить). Если вы используете функции взвешивания, чтобы представлять ваши конструктивные требования, соединить их последовательно с линейной моделью вашего объекта, чтобы получить P.

P может быть моделью непрерывно-разового или дискретного времени. В дискретное время шаг расчета должен быть задан (Ts ≠ –1) и должен совпадать с шагом расчета C0.

C0

Один настраиваемый или массив ячеек компонента настраиваемых компонентов управляющей структуры.

Каждая запись в C0 представляет один настраиваемый элемент вашей архитектуры управления, такой как ПИД-регулятор, блок усиления или передаточная функция фиксированного порядка. Записи C0 могут быть моделями Control Design Blocks (Control System Toolbox) или genss.

Для получения дополнительной информации и примеры создания настраиваемых моделей, см. Модели с Настраиваемыми Коэффициентами (Control System Toolbox) в Руководстве пользователя Control System Toolbox™.

C0 может быть моделью непрерывно-разового или дискретного времени, пока соответствия шага расчета тот из P.

options

Набор опций для hinfstruct. Используйте hinfstructOptions, чтобы задать options. Для получения информации о доступных параметрах смотрите страницу с описанием hinfstructOptions.

Выходные аргументы

CL

Настроенная версия обобщенной модели (genss) пространства состояний CL0.

Команда hinfstruct настраивает свободные параметры CL0, чтобы достигнуть минимального H ∞ норма. CL.Blocks содержит те же типы Блоков Системы управления как CL0.Blocks, за исключением того, что в CL, параметры настроили значения.

Чтобы получить доступ к настроенным значениям параметров, используйте getValue. Можно также получить доступ к ним непосредственно в CL.Blocks.

C

Настроенные версии параметрических моделей C0.

Когда C0 является одной параметрической моделью, C является параметрической моделью того же типа с настроенными значениями параметров.

Когда C0 является массивом ячеек параметрических моделей, C является также массивом ячеек. Записи в C являются параметрическими моделями того же типа как соответствующие записи в C0.

gamma

Лучше всего достигнутое значение для H с обратной связью ∞ норма.

В некоторых случаях hinfstruct выполняет больше чем одну запущенную минимизацию (когда опция hinfstructOptions RandomStarts > 0). В таких случаях gamma является самый маленький H ∞ норма всех выполнений.

info

Массив структуры данных, содержащий результаты каждой запущенной оптимизации. Поля info:

  • Цель Минимальный H ∞ значение нормы для каждого выполнения.

    Когда RandomStarts = 0, Objective = gamma.

  • Iterations — Количество итераций перед сходимостью для каждого выполнения.

  • TunedBlocks — Настроенная система управления блокируется для каждого выполнения.

    TunedBlocks отличается от C в том, что C содержит только результат лучшего выполнения. Когда RandomStarts = 0, TunedBlocks = C.

Советы

  • hinfstruct связан с hinfsyn, который также использует H ∞ методы, чтобы разработать контроллер для объекта MIMO. Однако различающийся hinfstruct, hinfsyn не вводит ограничения для структуры и порядка контроллера. По этой причине hinfsyn всегда возвращает меньший gamma, чем hinfstruct. Можно поэтому использовать hinfsyn, чтобы получить нижнюю границу на лучшей достижимой производительности.

  • Используя hinfstruct требует некоторого знакомства с H ∞ методы. Это требует выражения ваших конструктивных требований как функции взвешивания частоты на вводах и выводах объекта, как описано в Формулировке Конструктивных требований как Ограничения H-бесконечности. Для более простого подхода к настройке фиксированной структуры используйте systune или looptune.

Алгоритмы

Использование hinfstruct специализированные несглаженные методы оптимизации, чтобы осуществить устойчивость с обратной связью и минимизировать H ∞ норма как функция настраиваемых параметров. Эти методы основаны на работе в [1].

hinfstruct 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.

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

Смотрите также

| | | | |

Темы

Представленный в R2010b

Документация Robust Control Toolbox
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте