sensitivity

Вычислите значение показателя производительности и его чувствительности к диагональным весам

Синтаксис

[J,sens] = sensitivity(MPCobj,PerfFunc,PerfWeights,Ns,r,v,SimOptions,utarget)

Описание

[J,sens] = sensitivity(MPCobj,PerfFunc,PerfWeights,Ns,r,v,SimOptions,utarget) вычисляет скалярный показатель производительности, J, и его чувствительность к диагональным весам sens, для контроллера, заданного контроллером MPC объект MPCobj.

Примеры

свернуть все

Вычислите эффективность контроллера и чувствительность

Скрипт Open Live Script

Задайте модель объекта управления третьего порядка с тремя переменными, которыми управляют, и двумя управляемыми выходными параметрами.

plant = rss(3,2,3);
plant.D = 0;

Создайте контроллер MPC для объекта.

MPCobj = mpc(plant,1);

-->The "PredictionHorizon" property of "mpc" object is empty. Trying PredictionHorizon = 10.
-->The "ControlHorizon" property of the "mpc" object is empty. Assuming 2.
-->The "Weights.ManipulatedVariables" property of "mpc" object is empty. Assuming default 0.00000.
-->The "Weights.ManipulatedVariablesRate" property of "mpc" object is empty. Assuming default 0.10000.
-->The "Weights.OutputVariables" property of "mpc" object is empty. Assuming default 1.00000.

Задайте интегральную функцию эффективности абсолютной погрешности и установите веса эффективности.

PerfFunc = 'IAE';
PerfWts.OutputVariables = [1 0.5];
PerfWts.ManipulatedVariables = zeros(1,3);
PerfWts.ManipulatedVariablesRate = zeros(1,3);

Задайте 20 второй сценарий симуляции с модулем продвигается в выход 1 заданное значение и заданное значение нуля для выхода 2.

Tstop = 20;
r = [1 0];

Задайте номинальную стоимость переменных, которыми управляют, чтобы быть нулями.

utarget = zeros(1,3);

Вычислите показатель производительности, J, и чувствительность, sens, для заданного контроллера и сценария симуляции.

[J,sens] = sensitivity(MPCobj,PerfFunc,PerfWts,Tstop,r,[],[],utarget);

-->Converting model to discrete time.
-->Assuming output disturbance added to measured output channel #1 is integrated white noise.
-->Assuming output disturbance added to measured output channel #2 is integrated white noise.
-->The "Model.Noise" property of the "mpc" object is empty. Assuming white noise on each measured output channel.

Входные параметры

свернуть все

`MPCobj` — Прогнозирующий контроллер модели
Контроллер MPC объект

Прогнозирующий контроллер модели в виде контроллера MPC объект. Чтобы создать контроллер MPC, использовать mpc.

`PerfFunc` — Форма функции эффективности
'ISE' | 'IAE' | 'ITSE' | 'ITAE'

PerfFunc должно быть одно из следующего:

'ISE' (интегральная квадратичная невязка), для которого показатель производительности

$J = \sum_{i = 1}^{N s} (\sum_{j = 1}^{n_{y}} {(w_{j}^{y} e_{y i j})}^{2} + \sum_{j = 1}^{n_{u}} [{(w_{j}^{u} e_{u i j})}^{2} + {(w_{j}^{Δ u} Δ u_{i j})}^{2}])$

'IAE' (интегральная абсолютная погрешность), для которого показатель производительности

$J = \sum_{i = 1}^{N s} (\sum_{j = 1}^{n_{y}} | w_{j}^{y} e_{y i j} | + \sum_{j = 1}^{n_{u}} (| w_{j}^{u} e_{u i j} | + | w_{j}^{Δ u} Δ u_{i j} |))$

'ITSE' (интеграл взвешенной временем квадратичной невязки), для которого показатель производительности

$J = \sum_{i = 1}^{N s} i Δ t (\sum_{j = 1}^{n_{y}} {(w_{j}^{y} e_{y i j})}^{2} + \sum_{j = 1}^{n_{u}} [{(w_{j}^{u} e_{u i j})}^{2} + {(w_{j}^{Δ u} Δ u_{i j})}^{2}])$

'ITAE' (интеграл взвешенной временем абсолютной погрешности), для которого показатель производительности

$J = \sum_{i = 1}^{N s} i Δ t (\sum_{j = 1}^{n_{y}} | w_{j}^{y} e_{y i j} | + \sum_{j = 1}^{n_{u}} (| w_{j}^{u} e_{u i j} | + | w_{j}^{Δ u} Δ u_{i j} |))$

В вышеупомянутых выражениях _ny является количеством управляемых выходных параметров, и _nu является количеством переменных, которыми управляют. _eyij является различием между выходом j и его заданным значением (или ссылка) значение во временном интервале i. _euij является различием между переменной j, которой управляют, и ее целью во временном интервале i.

W параметры являются неотрицательными весами эффективности, заданными структурой PerfWeights

Пример: 'ITAE'

`PerfWeights` — Веса функции эффективности
`MPCobj.Weights` (значение по умолчанию) | структура

W параметры являются неотрицательными весами эффективности, заданными структурой PerfWeights, который содержит следующие поля:

OutputVariables — вектор-строка элемента _ny, который содержит $w_{j}^{y}$ значения
ManipulatedVariables — вектор-строка элемента _nu, который содержит $w_{j}^{u}$ значения
ManipulatedVariablesRate — вектор-строка элемента _nu, который содержит $w_{j}^{Δ u}$ значения

Если PerfWeights не задано, это принимает значение по умолчанию к соответствующим весам в MPCobj. В общем случае однако веса эффективности и используемые в контроллере имеют различные цели и должны быть заданы соответственно.

`Ns` — Количество шагов симуляции
положительное целое число

Количество шагов симуляции в виде положительного целого числа.

Если вы не используете Ns, значением по умолчанию является размер строки того, какой бы ни из следующих массивов имеет самый большой размер строки:

Входной параметр r
Входной параметр v
UnmeasuredDisturbance свойство SimOptions, если задано
OutputNoise свойство SimOptions, если задано

Пример: 100

`r` — Опорный сигнал
`MPCobj.Model.Nominal.Y` (значение по умолчанию) | матрица

Опорный сигнал в виде массива. Этот массив имеет ny столбцы, где ny количество объекта выходные параметры. r может иметь где угодно от 1 к Ns 'Строки' . Если количество строк меньше Ns, недостающие строки установлены равные последней строке.

Пример: ones(100,1)

`v` — Измеренный входной сигнал воздействия
`MPCobj.Model.Nominal.U` (значение по умолчанию) | матрица

Измеренный сигнал воздействия в виде массива. Этот массив имеет nv столбцы, где nv количество измеренных входных воздействий. v может иметь где угодно от 1 к Ns 'Строки' . Если количество строк меньше Ns, недостающие строки установлены равные последней строке.

Пример: [zeros(50,1);ones(50,1)]

`SimOptions` — Объект опций симуляции
`[]` (значение по умолчанию) | `mpcsimopt` объект

Используйте симуляцию, которой опции возражают, чтобы задать опции, такие как шум, и воздействие сигнализирует, что канал в объект, но неизвестен контроллеру. Можно также использовать этот объект задать сценарий разомкнутого контура или модель объекта управления в цикле, который отличается от того в MPCobj.Model.Plant.

Для получения дополнительной информации смотрите mpcsimopt.

`utarget` — Цель для переменных, которыми управляют,
`MPCobj.Model.Nominal.U` (значение по умолчанию) | вектор

Дополнительный вход utarget вектор из переменных целей _nu, которыми управляют. Их значениями по умолчанию является номинальная стоимость переменных, которыми управляют. Δ_uij является изменением в переменной j, которой управляют, и ее цели во временном интервале i.

Пример: [0.1;0;-0.2]

Выходные аргументы

свернуть все

`J` — Показатель производительности для данного контроллера
`'double'`

В зависимости от PerfFunc аргумент, этот критерий качества работы может быть функцией интеграла (взвешенный временем или не) или квадрата или абсолютного значения или (выход и ввести), ошибка. Смотрите PerfFunc для большего количества детали.

`sens` — Чувствительность показателя производительности
структура

Эта структура содержит и числовые частные производные критерия качества работы J относительно его диагональных весов. Эти частные производные, также названные чувствительностью, предлагают корректировки веса, которые должны улучшать производительность; то есть, уменьшайте J.

Смотрите также

mpc | sim

Представленный в R2009a

Документация

sensitivity

Синтаксис

Описание

Примеры

Вычислите эффективность контроллера и чувствительность

Входные параметры

`MPCobj` — Прогнозирующий контроллер модели
Контроллер MPC объект

`PerfFunc` — Форма функции эффективности
'ISE' | 'IAE' | 'ITSE' | 'ITAE'

`PerfWeights` — Веса функции эффективности
`MPCobj.Weights` (значение по умолчанию) | структура

`Ns` — Количество шагов симуляции
положительное целое число

`r` — Опорный сигнал
`MPCobj.Model.Nominal.Y` (значение по умолчанию) | матрица

`v` — Измеренный входной сигнал воздействия
`MPCobj.Model.Nominal.U` (значение по умолчанию) | матрица

`SimOptions` — Объект опций симуляции
`[]` (значение по умолчанию) | `mpcsimopt` объект

`utarget` — Цель для переменных, которыми управляют,
`MPCobj.Model.Nominal.U` (значение по умолчанию) | вектор

Выходные аргументы

`J` — Показатель производительности для данного контроллера
`'double'`

`sens` — Чувствительность показателя производительности
структура

Смотрите также

Документация Model Predictive Control Toolbox

Поддержка

Документация

sensitivity

Синтаксис

Описание

Примеры

Вычислите эффективность контроллера и чувствительность

Входные параметры

MPCobj — Прогнозирующий контроллер модели Контроллер MPC объект

PerfFunc — Форма функции эффективности 'ISE' | 'IAE' | 'ITSE' | 'ITAE'

PerfWeights — Веса функции эффективности MPCobj.Weights (значение по умолчанию) | структура

Ns — Количество шагов симуляции положительное целое число

r — Опорный сигнал MPCobj.Model.Nominal.Y (значение по умолчанию) | матрица

v — Измеренный входной сигнал воздействия MPCobj.Model.Nominal.U (значение по умолчанию) | матрица

SimOptions — Объект опций симуляции [] (значение по умолчанию) | mpcsimopt объект

utarget — Цель для переменных, которыми управляют, MPCobj.Model.Nominal.U (значение по умолчанию) | вектор

Выходные аргументы

J — Показатель производительности для данного контроллера 'double'

sens — Чувствительность показателя производительности структура

Смотрите также

Документация Model Predictive Control Toolbox

Поддержка

`MPCobj` — Прогнозирующий контроллер модели
Контроллер MPC объект

`PerfFunc` — Форма функции эффективности
'ISE' | 'IAE' | 'ITSE' | 'ITAE'

`PerfWeights` — Веса функции эффективности
`MPCobj.Weights` (значение по умолчанию) | структура

`Ns` — Количество шагов симуляции
положительное целое число

`r` — Опорный сигнал
`MPCobj.Model.Nominal.Y` (значение по умолчанию) | матрица

`v` — Измеренный входной сигнал воздействия
`MPCobj.Model.Nominal.U` (значение по умолчанию) | матрица

`SimOptions` — Объект опций симуляции
`[]` (значение по умолчанию) | `mpcsimopt` объект

`utarget` — Цель для переменных, которыми управляют,
`MPCobj.Model.Nominal.U` (значение по умолчанию) | вектор

`J` — Показатель производительности для данного контроллера
`'double'`

`sens` — Чувствительность показателя производительности
структура