Цель чувствительности
Цель
Ограничьте чувствительность обратной связи к воздействиям, при использовании Control System Tuner.
Описание
Цель чувствительности ограничивает чувствительность обратной связи к воздействиям. Вы задаете максимальную чувствительность как функцию частоты. Ограничьте чувствительность быть меньшей, чем одна на частотах, где вам нужно хорошее подавление помех.
Чтобы задать Цель Чувствительности, вы задаете одно или несколько местоположений, в которых можно ограничить чувствительность. Вы также обеспечиваете зависимую частотой максимальную чувствительность как числовую модель LTI, величина которой представляет желаемую чувствительность как функцию частоты.
Когда вы создаете настраивающуюся цель в Control System Tuner, целевой настройкой график сгенерирован. Пунктирная линия показывает профиль усиления, который вы задаете. Заштрихованная область на графике представляет область в частотном диапазоне, где настраивающейся цели не удовлетворяют.
Если вы предпочитаете задавать затухание воздействия в конкретном местоположении, а не чувствительность к воздействию, можно использовать Цель Подавления помех.
Создание
Во вкладке Tuning Control System Tuner выберите New Goal> Sensitivity of feedback loops, чтобы создать Цель Чувствительности.
Эквивалентная командная строка
При настройке систем управления в командной строке используйте TuningGoal.Sensitivity задавать цель подавления помех.
Оценка чувствительности
Используйте этот раздел диалогового окна, чтобы задать местоположения сигнала, в которых можно вычислить чувствительность к воздействию. Можно также задать открывающие цикл местоположения для оценки настраивающейся цели.
Measure sensitivity at the following locations
Выберите одно или несколько местоположений сигнала в своей модели, в которой можно измерить чувствительность к воздействию. Чтобы ограничить ответ SISO, выберите однозначное местоположение. Например, чтобы ограничить чувствительность в местоположении под названием
'y', нажмите
Add signal to list и выберите 'y'. Чтобы ограничить ответ MIMO, выберите несколько сигналов или сигнал с векторным знаком.Evaluate disturbance rejection 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.
Связанная чувствительность
Задайте максимальную чувствительность как функцию частоты.
Введите SISO числовая модель LTI, величина которой представляет желаемую чувствительность, связанную как функция частоты. Например, можно задать сглаженную передаточную функцию (tf, zpk, или ss модель). В качестве альтернативы можно делать набросок кусочной максимальной чувствительности с помощью frd модель. Когда вы делаете так, программное обеспечение автоматически сопоставляет профиль со сглаженной передаточной функцией, которая аппроксимирует желаемую чувствительность. Например, чтобы задать чувствительность, которая свертывается на уровне 20 дБ в десятилетие и выравнивается на уровне единицы выше 1 рад/с, введите frd([0.01 1 1],[0.001 0.1 100]).
Если вы настраиваетесь в дискретное время, можно задать максимальный профиль чувствительности как модель дискретного времени с тем же временем выборки, как вы используете в настройке. Если вы задаете профиль чувствительности в непрерывное время, настраивающееся программное обеспечение дискретизирует его. Определение профиля в дискретное время дает вам больше контроля профилем около частоты Найквиста.
Опции
Используйте этот раздел диалогового окна, чтобы задать дополнительные характеристики цели чувствительности.
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.Equalize cross-channel effects
Для многоконтурного или требований чувствительности MIMO, каналы обратной связи автоматически повторно масштабируются, чтобы компенсировать недиагональное (взаимодействие цикла) условия в передаточной функции разомкнутого цикла. Выберите
Offотключить такое масштабирование и сформировать немасштабированный ответ разомкнутого цикла.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 массиве моделей. Чтобы ограничить осуществление требования, введите
2:4в текстовом поле Only Models.Для получения дополнительной информации о настройке для многоуровневых моделей, смотрите Устойчивые Настраивающие Подходы (Robust Control Toolbox).
Алгоритмы
Оценка настраивающихся целей
Когда вы настраиваете систему управления, программное обеспечение преобразует 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 Sensitivity Goal f (x) дают:
или его эквивалентное дискретное время. Здесь, S (s, x) является функцией чувствительности с обратной связью, измеренной в местоположении, заданном в настраивающейся цели. обозначает H ∞ норма (см. norm). WS является функцией взвешивания частоты, выведенной из профиля чувствительности, который вы задаете. Усиление WS примерно совпадает с инверсией заданного профиля для значений усиления в пределах от-20 дБ к 60 дБ. По числовым причинам функция взвешивания выравнивается вне этой области значений, если заданный профиль усиления не изменяет наклон вне этой области значений. Эта корректировка называется regularization. Поскольку полюса WS близко к s = 0 или s = Inf может привести к плохому числовому созданию условий для настройки, не рекомендуется задать профили чувствительности с очень низкочастотной или очень высокочастотной динамикой. Для получения дополнительной информации о регуляризации и ее эффектах, смотрите, Визуализируют Настраивающиеся Цели.
Неявное ограничение
Эта настраивающая цель налагает неявное ограничение устойчивости на функцию чувствительности с обратной связью, измеренную в заданном, оцененном 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.