TuningGoal.WeightedPassivity class

Пакет: TuningGoal

Взвешенное частотой ограничение пассивности

Описание

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

$\int_{0}^{T} y {(t)}^{T} u (t) d t > 0,$

для всего T> 0. TuningGoal.WeightedPassivity осуществляет пассивность передаточной функции:

$H (s) = W_{L} (s) T (s) W_{R} (s),$

где _Ts является ответом с обратной связью в настраиваемой системе управления. _WL и _WR являются функциями взвешивания, используемыми, чтобы подчеркнуть конкретные диапазоны частот. Используйте TuningGoal.WeightedPassivity с настраивающими командами системы управления такой как systune.

Конструкция

Req = TuningGoal.WeightedPassivity(inputname,outputname,WL,WR) создает настраивающуюся цель по осуществлению пассивности передаточной функции:

$H (s) = W_{L} (s) T (s) W_{R} (s),$

где _Ts является передаточной функцией с обратной связью от заданных входных параметров до заданных выходных параметров. Веса WL и WR могут быть модели LTI или матрицы.

По умолчанию настраивающаяся цель осуществляет пассивность взвешенной передаточной функции H. Можно также осуществить индексы пассивности ввода и вывода с заданным избытком или нехваткой пассивности. (См. getPassiveIndex для получения дополнительной информации об индексах пассивности.) Для этого устанавливает IPX и OPX свойства настраивающейся цели. Смотрите Взвешенную Пассивность Пассивности и Входа.

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:

WL,WR

Функции взвешивания ввода и вывода в виде скаляров, матриц, или SISO или MIMO числовые модели LTI.

Функции WL и WR обеспечьте веса для настраивающейся цели. Настраивающаяся цель гарантирует пассивность взвешенной передаточной функции:

$H (s) = W_{L} (s) T (s) W_{R} (s),$

где T (s) является передаточной функцией от inputname к outputname. Функциональный WL обеспечивает взвешивание для выходных каналов T (s) и WR обеспечивает взвешивание для входных каналов. Можно задать:

Скалярное взвешивание — использует скалярную или числовую матрицу.
Взвешивание зависимого частоты — использует SISO или MIMO числовая модель LTI. Например:
```
WL = tf(1,[1 0.01]);
WR = 10;
```

Если WL или WR матрица или модель MIMO, затем inputname и outputname должны быть векторные сигналы. Размерности векторных сигналов должны быть таковы, что размерности T (s) соразмерны с размерностями WL и WR. Например, если вы задаете WR = diag([1 10]), затем inputname должен включать два сигнала. Скалярные значения и модели SISO LTI, однако, автоматически расширяются до любой размерности ввода или вывода.

Если вы настраиваетесь в дискретное время (то есть, с помощью a genss модель или slTuner интерфейс с ненулевым Ts), можно задать функции взвешивания как модели дискретного времени с тем же Ts. Если вы задаете функции взвешивания в непрерывное время, настраивающееся программное обеспечение дискретизирует их. Определение функций взвешивания в дискретное время дает вам больше контроля функциями взвешивания около частоты Найквиста.

Значение WL = [] или WR = [] интерпретирован как идентичность.

Значение по умолчанию: []

Свойства

`WL`	Функция взвешивания частоты для выходных каналов передаточной функции, чтобы ограничить в виде скаляра, матрицы, или SISO или MIMO числовая модель LTI. Начальное значение этого свойства установлено `WL` входной параметр, когда вы создаете настраивающуюся цель.
`WR`	Функция взвешивания частоты для входных каналов передаточной функции, чтобы ограничить в виде скаляра, матрицы, или SISO или MIMO числовая модель LTI. Начальное значение этого свойства установлено `WR` входной параметр, когда вы создаете настраивающуюся цель.
`IPX`	Целевая пассивность во входных параметрах перечислена в `inputname`В виде скалярного значения. Входной индекс пассивности задан как самое большое значение ν, для который траектории {u (t), y (t)} взвешенной передаточной функции H удовлетворите: $\int_{0}^{T} y {(t)}^{T} u (t) d t > ν \int_{0}^{T} u {(t)}^{T} u (t) d t,$ для всего T> 0. По умолчанию настраивающаяся цель осуществляет строгую пассивность взвешенной передаточной функции. Чтобы осуществить входной индекс пассивности с заданным избытком или нехваткой пассивности, установите `IPX` свойство настраивающейся цели. Когда вы делаете так, настраивающееся программное обеспечение: Гарантирует, что взвешенный ответ вводится строго пассивный когда `IPX` > 0. Величина `IPX` устанавливает необходимый избыток пассивности. Позволяет взвешенному ответу не быть введенным строго пассивный когда `IPX` <0. Величина `IPX` устанавливает разрешенную нехватку пассивности. Смотрите Взвешенную Пассивность Пассивности и Входа для примера. Смотрите `getPassiveIndex` для получения дополнительной информации об индексах пассивности. Значение по умолчанию: 0
`OPX`	Целевая пассивность при выходных параметрах перечислена в `outputname`В виде скалярного значения. Выходной индекс пассивности задан как самое большое значение ρ, для который траектории {u (t), y (t)} взвешенной передаточной функции H удовлетворите: $\int_{0}^{T} y {(t)}^{T} u (t) d t > ρ \int_{0}^{T} y {(t)}^{T} y (t) d t,$ для всего T> 0. По умолчанию настраивающаяся цель осуществляет строгую пассивность взвешенной передаточной функции. Чтобы осуществить выходной индекс пассивности с заданным избытком или нехваткой пассивности, установите `OPX` свойство настраивающейся цели. Когда вы делаете так, настраивающееся программное обеспечение: Гарантирует, что взвешенный ответ выводится строго пассивный когда `OPX` > 0. Величина `IPX` устанавливает необходимый избыток пассивности. Позволяет взвешенному ответу не быть выведенным строго пассивный когда `OPX` <0. Величина `IPX` устанавливает разрешенную нехватку пассивности. Смотрите Взвешенную Пассивность Пассивности и Входа для примера. Смотрите `getPassiveIndex` для получения дополнительной информации об индексах пассивности. 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

Взвешенная пассивность пассивности и входа

Скрипт Open Live Script

Создайте настраивающуюся цель, которая осуществляет пассивность передаточной функции:

$H (s) = [\begin{array}{cccccccccccccccccccc} 1 & 0 \\ 0 & 10 \end{array}] T (s) (\frac{1}{s}),$

где $T (s)$ передаточная функция от входа 'd' к выходным параметрам ['y';'z'] в модели системы управления.

WL = tf(1,[1 0]);
WR = diag([1 10]);
TG = TuningGoal.WeightedPassivity('d',{'y','z'},WL,WR);

Используйте TG с systune осуществлять то взвешенное требование пассивности.

Предположим, что вместо того, чтобы осуществить полную пассивность взвешенной передаточной функции H, вы хотите гарантировать, что H вводится строго пассивный с входом индекс пассивности прямого распространения по крайней мере 0,1. Для этого установите IPX свойство TG.

TG.IPX = 0.1;

Советы

Использование viewGoal визуализировать эту настраивающую цель. Для осуществления пассивности с IPX = 0 и OPX = 0, viewGoal строит относительные индексы пассивности в зависимости от частоты (см. passiveplot). Это сингулярные значения $(I - H (j ω)) {(I - H (j ω))}^{- 1}$ . Взвешенный H передаточной функции является пассивным элементом, когда самое большое сингулярное значение меньше 1 на всех частотах.
Для ненулевого IPX или OPX, viewGoal строит относительный индекс как описано в Алгоритмах.
Эта настраивающая цель налагает неявное ограничение минимальной фазы на передаточную функцию H + I, где H является взвешенной передаточной функцией с обратной связью от Input к Output, оцененный с циклами, открытыми в точках, идентифицирован в Openings. Нулями передачи H + 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.WeightedPassivity, для передаточной функции с обратной связью T(s,x) от inputname к outputname, и взвешенная передаточная функция H(s,x) = WL*T(s,x)*WR, f (x) дают:

$f (x) = \frac{R}{1 + R / R_{\max}}, R_{\max} = 10^{6} .$

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

$Q = (\begin{matrix} 2 ρ & - I \\ - I & 2 ν \end{matrix}),$

использование значений OPX и IPX свойства для ρ и ν, соответственно. R _макс. зафиксирован в ¹⁰⁶, включен, чтобы избежать числовых ошибок для очень большого R.

Смотрите также

Документация

TuningGoal.WeightedPassivity class

Описание

Конструкция

Входные параметры

Свойства

Примеры

Взвешенная пассивность пассивности и входа

Советы

Алгоритмы

Смотрите также

Темы

Документация Control System Toolbox

Поддержка