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:
Создать настраиваемую обобщенную линейную модель вашей системы управления с обратной связью в MATLAB®:
Используйте команды, такие как tf
, zpk
, и ss
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
создать вашу систему с обратной связью из числовых и настраиваемых моделей.
В этом примере показано, 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 обратной связи с ПИ-контроллером C
и фильтр lowpass, F = a/(s+a)
. Настраиваемые параметры являются усилениями PI C
и параметр 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:
приблизительно осуществляет целевую форму ответа разомкнутого цикла LS
. В данном примере целевая форма цикла
Это значение LS соответствует следующей форме ответа разомкнутого цикла.
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
9-й порядок пространство состояний SISO (ss
) модель.
Создайте настраиваемую модель ПИ-контроллера.
Можно использовать предопределенный Блок Системы управления tunablePID
представлять настраиваемый ПИ-контроллер.
C = tunablePID('C','pi');
Создайте настраиваемую модель фильтра lowpass.
Поскольку нет никакого предопределенного Блока Системы управления для фильтра F = a/(s+a)
, используйте realp
представлять настраиваемый параметр фильтра a
. Затем создайте настраиваемый genss
модель, представляющая 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);
Пометьте 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 в терминах меток ввода-вывода других компонентов системы управления.
Sum1 = sumblk('e = r - yf'); Sum2 = sumblk('yn = y + n');
Используйте connect
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
genss
объект, который является моделью Generalized LTI, представляющей систему управления с обратной связью с функциями взвешивания. Blocks
свойство 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
настроить параметры этой системы управления. Смотрите Мелодию Параметры Контроллера.
В этом примере, модели T0
системы управления модель непрерывного времени (
T0.Ts
= 0). Можно также использовать hinfstruct
с моделью дискретного времени, при условии, что вы задаете определенный шаг расчета (T0.Ts
≠ –1).
Если у вас есть модель Simulink вашей системы управления и программное обеспечение Simulink Control Design, используйте slTuner
создать интерфейс к модели Simulink вашей системы управления. Когда вы создаете интерфейс, вы задаете который блоки настроить вашу модель. slTuner
интерфейс позволяет вам извлекать модель с обратной связью для настройки с hinfstruct
. (Основанная на Simulink функциональность не доступна в MATLAB Online™.)
В этом примере показано, 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 slTuner
взаимодействуйте через интерфейс 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 slTuner
страница с описанием.)
ST0 = slTuner('rct_diskdrive',{'C','F'});
Эта команда задает тот C
и F
настраиваемые блоки в модели. slTuner
интерфейс автоматически параметризует эти блоки. Параметризация по умолчанию блока F
передаточной функции передаточная функция двумя свободными параметрами. Поскольку
F
фильтр lowpass, 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 genss
модель линеаризовавшей передаточной функции с обратной связью из ссылки и шума 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
настраиваемая модель передаточной функции с обратной связью T (s), обсужденный в Примере: Моделирование Системы управления С Настраиваемым ПИ-контроллером и Настраиваемым Фильтром. T (s) является взвешенной моделью с обратной связью системы управления rct_diskdrive
. Настройка T0
осуществлять H ∞ ограничение
приблизительно осуществляет целевую форму цикла LS
.
Можно теперь использовать hinfstruct
настроить параметры этой системы управления. Смотрите Мелодию Параметры Контроллера.