Пакет: TuningGoal
Минимальное ограничение усиления цикла для настройки системы управления
Используйте TuningGoal.MinLoopGain
объект осуществить минимальное усиление цикла в конкретном диапазоне частот. Используйте эту настраивающую цель с настраивающими командами системы управления, такими как systune
или looptune
.
Эта настраивающая цель налагает минимальное усиление на частотную характеристику разомкнутого контура (L) в заданном местоположении в вашей системе управления. Вы задаете минимальный коэффициент усиления разомкнутого контура как функцию частоты (минимальный gain profile). Для обратной связи MIMO заданный профиль усиления интерпретирован как нижняя граница на самом маленьком сингулярном значении L.
Когда вы настраиваете систему управления, минимальный профиль усиления преобразован в минимальное ограничение усиления на инверсию функции чувствительности, inv (S) = (I + L).
Следующий рисунок показывает типичный заданный минимальный профиль усиления (пунктирная линия) и получившееся настроенное усиление цикла, L (синяя линия). Теневая область представляет значения профиля усиления, которые запрещаются этой настраивающей целью. Рисунок показывает, что то, когда L намного больше, чем 1, налагая минимальное усиление на inv (S), является хорошим прокси для минимального коэффициента усиления разомкнутого контура.
TuningGoal.MinLoopGain
и TuningGoal.MaxLoopGain
задайте только низкое усиление или ограничения высокого усиления в определенных диапазонах частот. Когда вы используете эти настраивающие цели, systune
и looptune
определите лучшую форму цикла около перекрестного соединения. Когда форма цикла около перекрестного соединения проста или хорошо изученная (такие как интегральное действие), можно использовать TuningGoal.LoopShape
задавать ту целевую форму цикла.
создает настраивающуюся цель по повышению усиления обратной связи MIMO или SISO. Настраивающаяся цель указывает, что частотная характеристика разомкнутого контура (L), измеренный в заданных местоположениях, превышает минимальный профиль усиления, заданный Req
= TuningGoal.MinLoopGain(location
,loopgain
)loopgain
.
Можно задать минимальный профиль усиления как сглаженную передаточную функцию или делать набросок кусочного ошибочного профиля с помощью frd
модель или makeweight
(Robust Control Toolbox) команда. Только получите значения, больше, чем 1, осуществляются.
Для обратной связи MIMO заданный профиль усиления интерпретирован как нижняя граница на самом маленьком сингулярном значении L.
задает минимальный профиль усиления формы Req
= TuningGoal.MinLoopGain(location
,fmin
,gmin
)loopgain = K/s
(интегральное действие). Программное обеспечение выбирает K
таким образом, что значением усиления является gmin
на заданной частоте, fmin
.
|
Местоположение, в котором максимальный коэффициент усиления разомкнутого контура ограничивается в виде вектора символов или массива ячеек из символьных векторов, которые идентифицируют одно или несколько местоположений в системе управления, чтобы настроиться. То, какие открывающие цикл местоположения доступны, зависит от того, какую систему вы настраиваете:
Если |
|
Минимальный коэффициент усиления разомкнутого контура как функция частоты. Можно задать loopgain = frd([100 100 10],[0 1e-1 1]); Когда вы используете Только получите значения, больше, чем 1, осуществляются. Для мультивхода, мультивыход (MIMO) обратная связь, профиль усиления интерпретирован как нижняя граница на самом маленьком сингулярном значении Если вы настраиваетесь в дискретное время (то есть, с помощью a |
|
Частота минимального усиления Используйте этот аргумент, чтобы задать минимальный профиль усиления формы |
|
Значение минимального усиления, происходящего в Используйте этот аргумент, чтобы задать минимальный профиль усиления формы |
|
Минимальный коэффициент усиления разомкнутого контура как функция частоты в виде SISO Программное обеспечение автоматически сопоставляет входной параметр Используйте |
|
Диапазон частот, в котором настройка цели осуществляется в виде вектора-строки из формы Установите Req.Focus = [1,100]; Значение по умолчанию: |
|
Требование устойчивости к динамике с обратной связью в виде 1 ( Когда Значение по умолчанию: 1 ( |
|
Переключитесь для того, чтобы автоматически масштабировать сигналы цикла в виде В многоконтурном или системах управления MIMO, каналы обратной связи автоматически перемасштабируются, чтобы компенсировать недиагональные условия в передаточной функции разомкнутого контура (периоды взаимодействия цикла). Установите Значение по умолчанию: |
|
Местоположение, в котором минимальное усиление цикла ограничивается в виде массива ячеек из символьных векторов, которые идентифицируют одну или несколько аналитических точек в системе управления, чтобы настроиться. Например, если Значение |
|
Модели, к которым настраивающаяся цель применяется в виде вектора из индексов. Используйте Req.Models = 2:4; Когда Значение по умолчанию: |
|
Обратная связь, чтобы открыться при оценке настраивающейся цели в виде массива ячеек из символьных векторов, которые идентифицируют открывающие цикл местоположения. Настраивающаяся цель оценена против настройки разомкнутого контура, созданной вводной обратной связью в местоположениях, которые вы идентифицируете. Если вы используете настраивающуюся цель настроить модель Simulink системы управления, то Если вы используете настраивающуюся цель настроить обобщенное пространство состояний ( Например, если Значение по умолчанию: |
|
Имя настраивающейся цели в виде вектора символов. Например, если Req.Name = 'LoopReq'; Значение по умолчанию: |
Эта настраивающая цель налагает неявное ограничение устойчивости на функцию чувствительности с обратной связью, измеренную в Location
, оцененный с циклами, открытыми в точках, идентифицирован в Openings
. Движущими силами, затронутыми этим неявным ограничением, 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, использовать systuneOptions
изменить эти значения по умолчанию.
Когда вы настраиваете систему управления с помощью TuningGoal
, программное обеспечение преобразует настраивающуюся цель в нормированное скалярное значение f (x). Здесь, x является вектором из 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.MinLoopGain
, f (x) дают:
Здесь, D является масштабированием диагонали (для циклов MIMO). S является функцией чувствительности в Location
. WS является функцией взвешивания частоты, выведенной из минимального профиля усиления цикла, MinGain
. Усиление этой функции примерно совпадает с MaxGain
для значений 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 systune
задача оптимизации, не рекомендуется задать профили усиления с очень низкочастотной или очень высокочастотной динамикой.
Чтобы получить WS, используйте:
WS = getWeight(Req,Ts)
где Req
настраивающаяся цель и Ts
шаг расчета, в котором вы настраиваетесь (Ts = 0
в течение непрерывного времени). Для получения дополнительной информации о регуляризации и ее эффектах, смотрите, Визуализируют Настраивающиеся Цели.
Несмотря на то, что S является передаточной функцией с обратной связью, управление f (x) <1 эквивалентно осуществлению нижней границы на передаточной функции разомкнутого контура, L, в диапазоне частот, где усиление L больше 1. Чтобы видеть почему, обратите внимание что S = 1 / (1 + L). Для циклов SISO, когда |L |>> 1, |S | ≈ 1 / | L |. Поэтому осуществление требования усиления минимума разомкнутого контура, |L |> |WS |, примерно эквивалентно осуществлению |WsS | <1. Для циклов MIMO подобное обоснование применяется, с || S || ≈ 1/σmin (L), где min σ является самым маленьким сингулярным значением.
Для примера, иллюстрирующего ограничение на S, смотрите Минимальное Усиление Цикла как Ограничение на Функцию Чувствительности.
evalGoal
| looptune
| sigma
| systune
| TuningGoal.Gain
| TuningGoal.LoopShape
| TuningGoal.Margins
| TuningGoal.MaxLoopGain
| viewGoal
| looptune (for slTuner)
(Simulink Control Design) | slTuner
(Simulink Control Design) | systune
(for slTuner)
(Simulink Control Design)