Exponenta Banner

TuningGoal.Passivity class

Пакет: TuningGoal

Ограничение пассивности для настройки системы управления

расширьте все на странице

Описание

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

∫0Ty(t)Tu(t)dt>0,

для всего T> 0. Эквивалентно, система является пассивным элементом, если его частотная характеристика положительна действительный, что означает это для всего ω> 0,

G(jω)+G(jω)H>0

Используйте TuningGoal.Passivity осуществлять пассивность ответа между заданными вводами и выводами, при использовании настраивающей команды системы управления такой как systune. Можно также использовать TuningGoal.Passivity гарантировать конкретный избыток или нехватку пассивности (см. getPassiveIndex).

Конструкция

Req = TuningGoal.Passivity(inputname,outputname) создает настраивающуюся цель по осуществлению пассивности ответа от заданных входных параметров до заданных выходных параметров.

Req = TuningGoal.Passivity(inputname,outputname,nu,rho) создает настраивающуюся цель по осуществлению:

∫0Ty(t)Tu(t)dt>ν∫0Tu(t)Tu(t)dt+ρ∫0Ty(t)Ty(t)dt,

для всего T> 0. Эта настраивающая цель осуществляет избыток пассивности при вводах или выводах когда nu > 0 или rho > 0, соответственно. Настраивающаяся цель допускает нехватку входной пассивности когда nu < 0. Смотрите getPassiveIndex для получения дополнительной информации об этих индексах.

Входные параметры

inputname

Входные сигналы для настраивающейся цели в виде вектора 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 (Simulink Control Design) сопоставлен с моделью Simulink. Использование addPoint (Simulink Control Design), чтобы добавить анализ указывает на slTuner интерфейс. Использование getPoints (Simulink Control Design), чтобы 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'Использование getPoints получить список аналитических точек, доступных в a 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 в виде вектора 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 (Simulink Control Design) сопоставлен с моделью Simulink. Использование addPoint (Simulink Control Design), чтобы добавить анализ указывает на slTuner интерфейс. Использование getPoints (Simulink Control Design), чтобы 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'Использование getPoints получить список аналитических точек, доступных в a genss модель.

    Если outputname AnalysisPoint местоположение обобщенной модели, выходным сигналом для настраивающейся цели является подразумеваемый выход, сопоставленный 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.

nu

Целевая пассивность во входных параметрах перечислена в inputnameВ виде скалярного значения. Входной индекс пассивности задан как самое большое значение ν для который:

∫0Ty(t)Tu(t)dt>ν∫0Tu(t)Tu(t)dt,

для всего T> 0. Эквивалентно, nu самый большой ν для который:

G(jω)+G(jω)H>2νI

Когда вы устанавливаете целевой nu в TuningGoal.Passivity цель, настраивающееся программное обеспечение:

  • Гарантирует, что заданный ответ вводится строго пассивный когда nu > 0. Величина nu устанавливает необходимый избыток пассивности.

  • Позволяет ответу не быть введенным строго пассивный когда nu <0. Величина nu устанавливает разрешенную нехватку пассивности.

Значение по умолчанию: 0

rho

Целевая пассивность при выходных параметрах перечислена в outputnameВ виде скалярного значения. Выходной индекс пассивности задан как самое большое значение ρ для который:

∫0Ty(t)Tu(t)dt>ρ∫0Ty(t)Ty(t)dt,

для всего T> 0.

Когда вы устанавливаете целевой rho в TuningGoal.Passivity цель, настраивающееся программное обеспечение:

  • Гарантирует, что заданный ответ выводится строго пассивный когда rho > 0. Величина rho устанавливает необходимый избыток пассивности.

  • Позволяет ответу не быть выведенным строго пассивный когда rho <0. Величина rho устанавливает разрешенную нехватку пассивности.

Значение по умолчанию: 0

Свойства

IPX

Целевая пассивность во входных параметрах, сохраненных как скалярное значение. Это значение задает необходимое количество пассивности во входных параметрах, перечисленных в inputname. Начальное значение этого свойства установлено входным параметром nu когда вы создаете TuningGoal.Passivity цель.

Значение по умолчанию: 0

OPX

Целевая пассивность при выходных параметрах, сохраненных как скалярное значение. Это значение задает необходимое количество пассивности при выходных параметрах, перечисленных в outputname Начальное значение этого свойства установлено входным параметром rho когда вы создаете TuningGoal.Passivity цель.

Значение по умолчанию: 0

Focus

Диапазон частот, в котором настройка цели осуществляется в виде вектора-строки из формы [min,max].

Установите Focus свойство ограничить осуществление настраивающейся цели к конкретному диапазону частот. Опишите 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

Входной сигнал называет в виде массива ячеек из символьных векторов. Имена входного сигнала задают входные местоположения для определения пассивности, первоначально заполненной inputname аргумент.

Output

Выходной сигнал называет в виде массива ячеек из символьных векторов. Имена выходного сигнала задают выходные местоположения для определения пассивности, первоначально заполненной outputname аргумент.

Models

Модели, к которым настраивающаяся цель применяется в виде вектора из 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 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 Openings может включать любую линейную аналитическую точку, отмеченную в модель или любую линейную аналитическую точку в slTuner Интерфейс (Simulink Control Design) сопоставлен с моделью Simulink. Использование addPoint (Simulink Control Design), чтобы добавить аналитические точки и открытия цикла к slTuner интерфейс. Использование getPoints (Simulink Control Design), чтобы 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 любого AnalysisPoint местоположение в модели системы управления. Использование 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 в виде вектора символов.

Например, если Req настраивающаяся цель:

Req.Name = 'LoopReq';

Значение по умолчанию: []

Примеры

свернуть все

Скрипт Open Live Script

Создайте требование, которое гарантирует, что пассивность в ответе от входа или анализе указывает 'u' к выходу или анализу указывают 'y' в системе управления.

TG = TuningGoal.Passivity('u','y');

Используйте viewGoal визуализировать настраивающуюся цель.

viewGoal(TG)

Figure contains an axes. The axes is empty. This object represents Normalized bound.

Требованию удовлетворяют когда относительный индекс R пассивности <1 на всех частотах. Заштрихованная область представляет область, где требование нарушено. Когда вы используете это требование, чтобы настроить систему управления CL, viewGoal(TG,CL) показывает R для заданных вводов и выводов на этом графике, позволяя вам идентифицировать частотные диапазоны, в которых нарушено требование пассивности.

Скрипт Open Live Script

Создайте требование, которое гарантирует что ответ от входа 'u' к выходу 'y' вводится строго пассивный элемент, с избытком пассивности 2.

TGi = TuningGoal.Passivity('u','y',2,0);

Ограничьте требование, чтобы применяться только в частотном диапазоне между 0 и 10 рад/с.

TGi.Focus = [0 10];

Советы

  • Использование viewGoal визуализировать эту настраивающую цель. Для осуществления пассивности с nu = 0 и rho = 0, viewGoal строит относительные индексы пассивности в зависимости от частоты (см. passiveplot). Это сингулярные значения (I−G(jω))(I−G(jω))−1. Передаточная функция G от inputname к outputname (оцененный с циклами открываются, как задано в Openings) пассивный элемент, когда самое большое сингулярное значение меньше 1 на всех частотах.

    Для ненулевого nu или rho, viewGoal строит относительный индекс как описано в Алгоритмах.

  • Эта настраивающая цель налагает неявное ограничение минимальной фазы на передаточную функцию G + I. Нулями передачи G + 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, использовать 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 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.Passivity цель, для передаточной функции с обратной связью G(s,x) от inputname к outputname, f (x) дают:

f(x)=R1+R/Rmax, Rmax=106.

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

Q=(2ρ−I−I2ν),

использование значений OPX и IPX свойства для ρ и ν, соответственно.

Смотрите также

| | | | | | | (Simulink Control Design) | (Simulink Control Design) | (Simulink Control Design)

Темы

Документация Control System Toolbox

Поддержка