Цель полей

Цель

Осуществите заданные запасы по амплитуде и фазе при использовании Control System Tuner.

Описание

Цель полей использует понятие дискового поля, чтобы осуществить заданные запасы по амплитуде и фазе на обратной связи MIMO или SISO. Дисковые поля обеспечивают более полное изображение устойчивой устойчивости, когда они учитывают всю частоту и взаимодействия цикла. Поэтому находящиеся на диске поля обеспечивают более сильную гарантию устойчивости, чем классические запасы по амплитуде и фазе.

Для обратной связи SISO находящиеся на диске запасы по амплитуде и фазе обычно меньше, но похожи на классические запасы по амплитуде и фазе.
Для обратной связи MIMO находящиеся на диске поля считают взаимодействия цикла for и могут быть намного меньшими, чем классический цикл за один раз запасы по амплитуде и фазе. Находящиеся на диске поля гарантируют устойчивость против усиления или изменений фазы через все каналы обратной связи. Усиление или фаза могут измениться во всех каналах одновременно, и различной суммой в каждом канале.

Для получения информации о дисковых полях смотрите, что Анализ Устойчивости Использует Дисковые Поля (Robust Control Toolbox).

В Control System Tuner заштрихованная область на графике представляет область в частотном диапазоне, где цели полей не удовлетворяют. Для получения дополнительной информации об интерпретации этого графика, смотрите Запасы устойчивости в Настройке Системы управления.

Создание

Во вкладке Tuning Control System Tuner выберите New Goal> Minimum stability margins, чтобы создать Цель Полей.

Эквивалентная командная строка

При настройке систем управления в командной строке используйте TuningGoal.Margins задавать цель запаса устойчивости.

Выбор обратной связи

Используйте этот раздел диалогового окна, чтобы задать местоположения сигнала, в которых можно измерить запасы устойчивости. Можно также задать дополнительные открывающие цикл местоположения для оценки настраивающейся цели.

Measure stability margins at the following locations
Выберите одно или несколько местоположений сигнала в своей модели, в которой можно вычислить и ограничить запасы устойчивости. Чтобы ограничить цикл SISO, выберите однозначное местоположение. Например, чтобы ограничить запасы устойчивости в местоположении под названием 'y', нажмите Add signal to list и выберите 'y'. Чтобы ограничить цикл MIMO, выберите несколько сигналов или сигнал с векторным знаком.
Measure stability margins with the following loops open
Выберите одно или несколько местоположений сигнала в своей модели, в которой можно открыть обратную связь в целях оценки этой настраивающей цели. Настраивающаяся цель оценена против настройки разомкнутого контура, созданной вводной обратной связью в местоположениях, которые вы идентифицируете. Например, чтобы оценить настраивающуюся цель с открытием в местоположении под названием 'x', нажмите Add signal to list и выберите 'x'.

Совет

Чтобы подсветить любой выбранный сигнал в модели Simulink^®, щелкнуть. Чтобы удалить сигнал из списка вводов или выводов, щелкнуть. Когда вы выбрали несколько сигналов, можно переупорядочить их использование и. Для получения дополнительной информации о том, как задать местоположения сигнала для настраивающейся цели, смотрите, Задают Цели по Интерактивной Настройке.

Желаемые поля

Используйте этот раздел диалогового окна, чтобы задать минимальные запасы по амплитуде и фазе для обратной связи.

Gain margin (dB)
Введите необходимый минимальный запас по амплитуде для обратной связи в виде скалярного значения в дБ. Настраивающаяся цель использует находящиеся на диске запасы по амплитуде и фазе, которые обеспечивают более сильную гарантию устойчивости, чем классические запасы по амплитуде и фазе. (Для получения дополнительной информации о дисковых полях, смотрите, что Анализ Устойчивости Использует Дисковые Поля (Robust Control Toolbox).)
Запас по амплитуде указывает, сколько усиление ответа разомкнутого контура может увеличить или уменьшить без потери устойчивости. Например,
- Для системы SISO, вводя 3 задает требование, чтобы система с обратной связью осталась устойчивой для изменений в коэффициенте усиления разомкнутого контура до ±3 дБ.
- Для системы MIMO, вводя 3 задает требование, чтобы закрытая система осталась устойчивой для изменений усиления на ±3 дБ в каждом канале обратной связи. Усиление может измениться во всех каналах одновременно, и различной суммой в каждом канале.
Phase margin (degrees)
Необходимый минимальный запас по фазе для обратной связи в виде скалярного значения в градусах. Настраивающаяся цель использует находящиеся на диске запасы по амплитуде и фазе, которые обеспечивают более сильную гарантию устойчивости, чем классические запасы по амплитуде и фазе. (Для получения дополнительной информации о дисковых полях, смотрите, что Анализ Устойчивости Использует Дисковые Поля (Robust Control Toolbox).)
Запас по фазе указывает, сколько фаза ответа разомкнутого контура может увеличить или уменьшить без потери устойчивости. Например,
- Для системы SISO, вводя 45 задает требование, чтобы система с обратной связью осталась устойчивой для изменений до ±45 ° в фазе ответа разомкнутого контура.
- Для системы MIMO, вводя 45 задает требование, чтобы закрытая система осталась устойчивой для фазовых переходов до ±45 ° в каждом канале обратной связи. Фаза может измениться во всех каналах одновременно, и различной суммой в каждом канале.

Опции

Используйте этот раздел диалогового окна, чтобы задать дополнительные характеристики цели запаса устойчивости.

Enforce goal in frequency range
Ограничьте осуществление настраивающейся цели к конкретному диапазону частот. Задайте диапазон частот как вектор-строку из формы [min,max], описанный в единицах частоты вашей модели. Например, чтобы создать настраивающуюся цель, которая применяется только между 1 и 100 рад/с, введите [1,100]. По умолчанию настраивающаяся цель применяется на всех частотах в течение непрерывного времени, и до частоты Найквиста в течение дискретного времени.
Для лучших результатов с требованиями по запасу устойчивости выберите диапазон частот, расширяющий приблизительно одно десятилетие на каждой стороне частот среза усиления.
D scaling order
Это значение управляет порядком (количество состояний) масштабирований, вовлеченных в вычисление запасов устойчивости MIMO. Статические масштабирования (масштабирующий порядок 0) используются по умолчанию. Увеличение порядка может улучшить результаты за счет увеличенных расчетов. Если график запаса устойчивости показывает большой разрыв между оптимизированными и фактическими полями, рассмотрите увеличение масштабирующегося порядка. Смотрите Запасы устойчивости в Настройке Системы управления.
Apply goal to
Используйте эту опцию при настройке многоуровневых моделей целиком, таких как массив моделей, полученных путем линеаризации модели Simulink в различных рабочих точках или значениях параметров блоков. По умолчанию активные настраивающие цели осуществляются для всех моделей. Чтобы осуществить настраивающееся требование для подмножества моделей в массиве, выберите Only Models. Затем введите индексы массива моделей, для которых осуществляется цель. Например, предположите, что вы хотите применить настраивающуюся цель к вторым, третьим, и четвертым моделям в массиве моделей. Чтобы ограничить осуществление требования, введите 2:4 в текстовом поле Only Models.
Для получения дополнительной информации о настройке для многоуровневых моделей, смотрите Устойчивые Настраивающие Подходы (Robust Control Toolbox).

Алгоритмы

Когда вы настраиваете систему управления, программное обеспечение преобразует каждую настраивающую 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 Margins Goal f (x) дают:

$f (x) = {‖ 2 α S - α I ‖}_{\infty} .$

S = D ^–1 [I – L (s, x)] ^–1D является масштабированной функцией чувствительности.

L (s, x) является сформированным ответом разомкнутого контура.

D является автоматически вычисленным масштабным коэффициентом цикла. Для получения дополнительной информации о D, смотрите Запасы устойчивости в Настройке Системы управления.

α является скалярным параметром, вычисленным из заданного запаса по амплитуде и фазе. Для получения дополнительной информации о α, смотрите, что Анализ Устойчивости Использует Дисковые Поля (Robust Control Toolbox).

Эта настраивающая цель налагает неявное ограничение устойчивости на функцию чувствительности с обратной связью, измеренную в заданном, оцененном с циклами, открытыми в заданных открывающих цикл местоположениях. Движущими силами, затронутыми этим неявным ограничением, является stabilized dynamics для этой настраивающей цели. Minimum decay rate и Maximum natural frequency, настраивающий опции, управляют нижними и верхними границами на этих неявно ограниченных движущих силах. Если оптимизации не удается соответствовать границам по умолчанию, или если конфликт границ по умолчанию с другими требованиями, на вкладке Tuning, использует Tuning Options, чтобы изменить значения по умолчанию.

Документация