TuningGoal.WeightedPassivity class

Пакет: TuningGoal

Взвешенное частотой ограничение пассивности

Описание

Системой является passive, если все его траектории ввода-вывода (u (t), y (t)) удовлетворяют:

$\int_{0}^{T} y {(t)}^{T} u (t) d t > 0,$

для всего T> 0. TuningGoal.WeightedPassivity осуществляет пассивность передаточной функции:

$H (s) = W_{L} (s) T (s) W_{R} (s),$

где _Ts является ответом с обратной связью в настраиваемой системе управления. _WL и _WR являются функциями взвешивания, используемыми, чтобы подчеркнуть конкретные диапазоны частот. Используйте TuningGoal.WeightedPassivity с настраивающими командами системы управления, такими как systune.

Конструкция

Req = TuningGoal.WeightedPassivity(inputname,outputname,WL,WR) создает настраивающуюся цель по осуществлению пассивности передаточной функции:

$H (s) = W_{L} (s) T (s) W_{R} (s),$

где _Ts является передаточной функцией с обратной связью от заданных входных параметров до заданных выходных параметров. Веса WL и WR могут быть модели LTI или матрицы.

По умолчанию настраивающаяся цель осуществляет пассивность взвешенной передаточной функции H. Можно также осуществить индексы пассивности ввода и вывода с заданным избытком или нехваткой пассивности. (См. getPassiveIndex для получения дополнительной информации об индексах пассивности.) Для этого устанавливает IPX и OPX свойства настраивающейся цели. Смотрите Взвешенную Пассивность Пассивности и Входа.

Входные параметры

inputname

Входные сигналы для настраивающейся цели, заданной как вектор символов или, для нескольких - входные настраивающие цели, массив ячеек из символьных векторов.

Если вы используете настраивающуюся цель настроить модель Simulink^® системы управления, то inputname может включать:
- Любой вход модели.
- Любая линейная аналитическая точка отмечена в модели.
- Любой линейный анализ указывает в slTuner интерфейс сопоставлен с моделью Simulink. Используйте addPoint добавить анализ указывает на slTuner интерфейс. Используйте getPoints получить список аналитических точек, доступных в slTuner взаимодействуйте через интерфейс к своей модели.
Например, предположите что slTuner интерфейс содержит аналитические точки u1 и u2. Используйте 'u1' определять ту точку как входной сигнал при создании настраивающихся целей. Используйте {'u1','u2'} определять двухканальный вход.

Если вы используете настраивающуюся цель настроить обобщенное пространство состояний (genss) модель системы управления, затем inputname может включать:
- Любой вход genss модель
- Любой AnalysisPoint местоположение в модели системы управления
Например, если вы настраиваете модель системы управления, T, затем inputname может быть любое входное имя в T.InputName. Кроме того, если T содержит AnalysisPoint блокируйтесь с местоположением под названием AP_u, затем inputname может включать 'AP_u'. Используйте getPoints получить список аналитических точек, доступных в genss модель.
Если inputname AnalysisPoint местоположение обобщенной модели, входной сигнал для настраивающейся цели является подразумеваемым входом, сопоставленным с AnalysisPoint блок:

Для получения дополнительной информации об аналитических точках в моделях системы управления, смотрите представляющего интерес Марка Сигнэлса для Анализа и проектирования Системы управления.

outputname

Выходные сигналы для настраивающейся цели, заданной как вектор символов или, для нескольких - выходные настраивающие цели, массив ячеек из символьных векторов.

Если вы используете настраивающуюся цель настроить модель Simulink системы управления, то outputname может включать:
- Любой выход модели.
- Любая линейная аналитическая точка отмечена в модели.
- Любой линейный анализ указывает в slTuner интерфейс сопоставлен с моделью Simulink. Используйте addPoint добавить анализ указывает на slTuner интерфейс. Используйте getPoints получить список аналитических точек, доступных в slTuner взаимодействуйте через интерфейс к своей модели.
Например, предположите что slTuner интерфейс содержит аналитические точки y1 и y2. Используйте 'y1' определять ту точку как выходной сигнал при создании настраивающихся целей. Используйте {'y1','y2'} определять двухканальный выход.

Если вы используете настраивающуюся цель настроить обобщенное пространство состояний (genss) модель системы управления, затем outputname может включать:
- Любой выход genss модель
- Любой AnalysisPoint местоположение в модели системы управления
Например, если вы настраиваете модель системы управления, T, затем outputname может быть любое выходное имя в T.OutputName. Кроме того, если T содержит AnalysisPoint блокируйтесь с местоположением под названием AP_u, затем outputname может включать 'AP_u'. Используйте getPoints получить список аналитических точек, доступных в genss модель.
Если outputname AnalysisPoint местоположение обобщенной модели, выходным сигналом для настраивающейся цели является подразумеваемый выход, сопоставленный с AnalysisPoint блок:

WL,WR

Функции взвешивания ввода и вывода, заданные как скаляры, матрицы, или SISO или MIMO числовые модели LTI.

Функции WL и WR обеспечьте веса для настраивающейся цели. Настраивающаяся цель гарантирует пассивность взвешенной передаточной функции:

$H (s) = W_{L} (s) T (s) W_{R} (s),$

где T (s) является передаточной функцией от inputname к outputname. Функциональный WL обеспечивает взвешивание для выходных каналов T (s) и WR обеспечивает взвешивание для входных каналов. Можно задать:

Скалярное взвешивание — использует скалярную или числовую матрицу.
Взвешивание зависимого частоты — использует SISO или MIMO числовая модель LTI. Например:
```
WL = tf(1,[1 0.01]);
WR = 10;
```

Если WL или WR матрица или модель MIMO, затем inputname и outputname должны быть векторные сигналы. Размерности векторных сигналов должны быть таковы, что размерности T (s) соразмерны с размерностями WL и WR. Например, если вы задаете WR = diag([1 10]), затем inputname должен включать два сигнала. Скалярные значения и модели SISO LTI, однако, автоматически расширяются до любой размерности ввода или вывода.

Если вы настраиваетесь в дискретное время (то есть, с помощью genss модель или slTuner интерфейс с ненулевым Ts), можно задать функции взвешивания как модели дискретного времени с тем же Ts. 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.

Значение WL = [] или WR = [] интерпретирован как идентичность.

Значение по умолчанию: []

Свойства

`WL`	Функция взвешивания частоты для выходных каналов передаточной функции, чтобы ограничить, заданный как скаляр, матрица, или SISO или MIMO числовая модель LTI. Начальное значение этого свойства установлено `WL` входной параметр, когда вы создаете настраивающуюся цель.
`WR`	Функция взвешивания частоты для входных каналов передаточной функции, чтобы ограничить, заданный как скаляр, матрица, или SISO или MIMO числовая модель LTI. Начальное значение этого свойства установлено `WR` входной параметр, когда вы создаете настраивающуюся цель.
`IPX`	Целевая пассивность во входных параметрах перечислена в `inputname`, заданный как скалярное значение. Входной индекс пассивности задан как самое большое значение ν, для который траектории {u (t), y (t)} взвешенной передаточной функции H удовлетворите: $\int_{0}^{T} y {(t)}^{T} u (t) d t > ν \int_{0}^{T} u {(t)}^{T} u (t) d t,$ для всего T> 0. По умолчанию настраивающаяся цель осуществляет строгую пассивность взвешенной передаточной функции. Чтобы осуществить входной индекс пассивности с заданным избытком или нехваткой пассивности, установите `IPX` свойство настраивающейся цели. Когда вы делаете так, настраивающееся программное обеспечение: Гарантирует, что взвешенный ответ вводится строго пассивный когда `IPX` > 0. Величина `IPX` устанавливает необходимый избыток пассивности. Позволяет взвешенному ответу не быть введенным строго пассивный когда `IPX` <0. Величина `IPX` устанавливает разрешенную нехватку пассивности. Смотрите Взвешенную Пассивность Пассивности и Входа для примера. Смотрите `getPassiveIndex` для получения дополнительной информации об индексах пассивности. Значение по умолчанию: 0
`OPX`	Целевая пассивность при выходных параметрах перечислена в `outputname`, заданный как скалярное значение. Выходной индекс пассивности задан как самое большое значение ρ, для который траектории {u (t), y (t)} взвешенной передаточной функции H удовлетворите: $\int_{0}^{T} y {(t)}^{T} u (t) d t > ρ \int_{0}^{T} y {(t)}^{T} y (t) d t,$ для всего T> 0. По умолчанию настраивающаяся цель осуществляет строгую пассивность взвешенной передаточной функции. Чтобы осуществить выходной индекс пассивности с заданным избытком или нехваткой пассивности, установите `OPX` свойство настраивающейся цели. Когда вы делаете так, настраивающееся программное обеспечение: Гарантирует, что взвешенный ответ выводится строго пассивный когда `OPX` > 0. Величина `IPX` устанавливает необходимый избыток пассивности. Позволяет взвешенному ответу не быть выведенным строго пассивный когда `OPX` <0. Величина `IPX` устанавливает разрешенную нехватку пассивности. Смотрите Взвешенную Пассивность Пассивности и Входа для примера. Смотрите `getPassiveIndex` для получения дополнительной информации об индексах пассивности. Значение по умолчанию: 0
`Focus`	Диапазон частот, в котором осуществляется настройка цели, задал как вектор-строка из формы `[min,max]`. Установите `Focus` свойство ограничить осуществление настраивающейся цели к конкретному диапазону частот. Выразите это значение в единицах частоты модели системы управления, которую вы настраиваете (rad/`TimeUnit`). Например, предположите `Req` настраивающаяся цель, которую вы хотите применить только между 1 и 100 рад/с. Чтобы ограничить настраивающуюся цель этой полосой, используйте следующую команду: Req.Focus = [1,100]; Значение по умолчанию: `[0,Inf]` в течение непрерывного времени; `[0,pi/Ts]` в течение дискретного времени, где `Ts` шаг расчета модели.
`Input`	Имена входного сигнала, заданные как массив ячеек из символьных векторов. Имена входного сигнала задают входные местоположения для определения пассивности, первоначально заполненной `inputname` аргумент.
`Output`	Имена выходного сигнала, заданные как массив ячеек из символьных векторов. Имена выходного сигнала задают выходные местоположения для определения пассивности, первоначально заполненной `outputname` аргумент.
`Models`	Модели, к которым настраивающаяся цель применяется, заданный как вектор индексов. Используйте `Models` свойство при настройке массива моделей системы управления с `systune`, осуществлять настраивающуюся цель для подмножества моделей в массиве. Например, предположите, что вы хотите применить настраивающуюся цель, `Req`, к вторым, третьим, и четвертым моделям в массиве моделей передал `systune`. Чтобы ограничить осуществление настраивающейся цели, используйте следующую команду: Req.Models = 2:4; Когда `Models = NaN`, настраивающаяся цель применяется ко всем моделям. Значение по умолчанию: `NaN`
`Openings`	Обратная связь, чтобы открыться при оценке настраивающейся цели, заданной как массив ячеек из символьных векторов, которые идентифицируют открывающие цикл местоположения. Настраивающаяся цель оценена против настройки разомкнутого цикла, созданной вводной обратной связью в местоположениях, которые вы идентифицируете. Если вы используете настраивающуюся цель настроить модель Simulink системы управления, то `Openings` может включать любую линейную аналитическую точку, отмеченную в модель или любую линейную аналитическую точку в `slTuner` интерфейс сопоставлен с моделью Simulink. Используйте `addPoint` добавить аналитические точки и открытия цикла к `slTuner` интерфейс. Используйте `getPoints` получить список аналитических точек, доступных в `slTuner` взаимодействуйте через интерфейс к своей модели. Если вы используете настраивающуюся цель настроить обобщенное пространство состояний (`genss`) модель системы управления, затем `Openings` может включать любой `AnalysisPoint` местоположение в модели системы управления. Используйте `getPoints` получить список аналитических точек, доступных в `genss` модель. Например, если `Openings = {'u1','u2'}`, затем настраивающаяся цель оценена с циклами, открытыми в аналитических точках `u1` и `u2`. Значение по умолчанию: `{}`
`Name`	Имя настраивающейся цели, заданной как вектор символов. Например, если `Req` настраивающаяся цель: Req.Name = 'LoopReq'; Значение по умолчанию: `[]`

Примеры

свернуть все

Взвешенная пассивность пассивности и входа

Скрипт Open Live Script

Создайте настраивающуюся цель, которая осуществляет пассивность передаточной функции:

$H (s) = [\begin{array}{cccccccccccccccccccc} 1 & 0 \\ 0 & 10 \end{array}] T (s) (\frac{1}{s}),$

где $T (s)$ передаточная функция от входа 'd' к выходным параметрам ['y';'z'] в модели системы управления.

WL = tf(1,[1 0]);
WR = diag([1 10]);
TG = TuningGoal.WeightedPassivity('d',{'y','z'},WL,WR);

Используйте TG с systune осуществлять то взвешенное требование пассивности.

Предположим, что вместо того, чтобы осуществить полную пассивность взвешенной передаточной функции H, вы хотите гарантировать, что H вводится строго пассивный с входом индекс пассивности feedforward по крайней мере 0,1. Для этого установите IPX свойство TG.

TG.IPX = 0.1;

Советы

Используйте viewGoal визуализировать эту настраивающую цель. Для осуществления пассивности с IPX = 0 и OPX = 0, viewGoal строит относительные индексы пассивности как функцию частоты (см. passiveplot). Это сингулярные значения $(I - H (j ω)) {(I - H (j ω))}^{- 1}$ . Взвешенный H передаточной функции пассивен, когда самое большое сингулярное значение меньше 1 на всех частотах.
Для ненулевого IPX или OPX, viewGoal строит относительный индекс как описано в Алгоритмах.
Эта настраивающая цель налагает неявное ограничение минимальной фазы на передаточную функцию H + I, где H является взвешенной передаточной функцией с обратной связью от Input к Output, оцененный с циклами, открытыми в точках, идентифицирован в Openings. Нулями передачи H + I является stabilized dynamics для этой настраивающей цели. MinDecay и MaxRadius опции systuneOptions управляйте границами на этих неявно ограниченных движущих силах. Если оптимизации не удается соответствовать границам по умолчанию, или если конфликт границ по умолчанию с другими требованиями, используйте systuneOptions изменить эти значения по умолчанию.

Алгоритмы

Когда вы настраиваете систему управления с помощью TuningGoal, программное обеспечение преобразует настраивающуюся цель в нормированное скалярное значение f (x), где 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 TuningGoal.WeightedPassivity, для передаточной функции с обратной связью T(s,x) от inputname к outputname, и взвешенная передаточная функция H(s,x) = WL*T(s,x)*WR, f (x) дают:

$f (x) = \frac{R}{1 + R / R_{\max}}, R_{\max} = 10^{6} .$

R является относительным индексом сектора (см. getSectorIndex) из [H(s,x);I], для сектора, представленного:

$Q = (\begin{matrix} 2 ρ & - I \\ - I & 2 ν \end{matrix}),$

использование значений OPX и IPX свойства для ρ и ν, соответственно. R _макс. зафиксирован в ¹⁰⁶, включен, чтобы избежать числовых ошибок для очень большого R.

Документация

TuningGoal.WeightedPassivity class

Описание

Конструкция

Входные параметры

Свойства

Примеры

Взвешенная пассивность пассивности и входа

Советы

Алгоритмы

Смотрите также

Темы

Документация Control System Toolbox

Поддержка