Создайте Настраиваемую Модель С обратной связью для Настройки с hinfstruct

В Формулировке Конструктивных требований как Ограничения H-бесконечности вы описали свои конструктивные требования как ограничение на H норма передаточной функции с обратной связью H (s).

Следующий шаг должен создать модель Generalized LTI 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:

Построение системы с обратной связью Используя команды Control System Toolbox

Создать настраиваемую обобщенную линейную модель вашей системы управления с обратной связью в MATLAB®:

  1. Используйте команды такой 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.

  2. 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.

  3. Используйте команды соединения моделей такой как series, parallel, и connect создать вашу систему с обратной связью из числовых и настраиваемых моделей.

Пример: моделирование системы управления с настраиваемым ПИ-контроллером и настраиваемым фильтром

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 описывают 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:

T(s)<1

приблизительно осуществляет целевую форму ответа разомкнутого контура LS. В данном примере целевая форма цикла

LS=1+0.001sωc0.001+sωc.

Это значение LS соответствует следующей форме ответа разомкнутого контура.

Настроить систему управления HDA с hinfstruct, создайте настраиваемую модель системы с обратной связью T (s), включая функции взвешивания, можно следующим образом.

  1. Загрузите объект G из сохраненного файла.

    load hinfstruct_demo G

    G 9-й порядок пространство состояний SISO (ss) модель.

  2. Создайте настраиваемую модель ПИ-контроллера.

    Можно использовать предопределенный Блок Системы управления tunablePID представлять настраиваемый ПИ-контроллер.

    C = tunablePID('C','pi');
  3. Создайте настраиваемую модель фильтра lowpass.

    Поскольку нет никакого предопределенного Блока Системы управления для фильтра F = a/(s+a)Использование realp представлять настраиваемый параметр фильтра a. Затем создайте настраиваемое genss модель, представляющая фильтр.

    a = realp('a',1);    
    F = tf(a,[1 a]);
  4. Укажите, что целевой цикл формирует LC.

    wc = 1000;  
    s = tf('s');
    LS = (1+0.001*s/wc)/(0.001+s/wc);
  5. 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';
  6. Задайте соединения подведения итогов в терминах меток ввода-вывода других компонентов системы управления.

    Sum1 = sumblk('e = r - yf');
    Sum2 = sumblk('yn = y + n');
  7. Использование 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 isa genss объект, который является моделью Generalized LTI, представляющей систему управления с обратной связью 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.

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).

Построение системы с обратной связью Используя команды Simulink Control Design

Если у вас есть модель Simulink вашей системы управления и программное обеспечение Simulink Control Design, использовать slTuner (Simulink Control Design), чтобы 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™.)

Пример: создание взвешенной настраиваемой модели системы управления, начинающей с модели Simulink

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):

  1. Откройте модель.

    open('rct_diskdrive');
    

  2. Создайте slTuner взаимодействуйте через интерфейс к модели. Интерфейс позволяет вам задавать настраиваемые блоки, и извлечение линеаризовало разомкнутый контур и ответы с обратной связью. (Для получения дополнительной информации об интерфейсе, смотрите slTuner (Simulink Control Design) 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]));
    
  3. Извлеките настраиваемую модель передаточной функции с обратной связью, которую вы хотите настроить.

    T0 = getIOTransfer(ST0,{'r','n'},{'y','e'});
    

    Эта команда возвращает a 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.

  4. 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

T(s)<1

приблизительно осуществляет целевую форму цикла LS.

Можно теперь использовать hinfstruct настроить параметры этой системы управления. Смотрите Мелодию Параметры Контроллера.

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте