Преобразование набора looptune входы в эквивалентный набор входов для systune.

Предположим, что у вас есть числовая модель растения, G0и настраиваемую модель контроллера, C0. Предположим также, что вы использовали looptune для настройки контура обратной связи между G0 и C0 в пределах полосы пропускания wc = [wmin,wmax]. Преобразование этих переменных в форму, позволяющую использовать systune для дальнейшей настройки.

[T0,SoftReqs,HardReqs,sysopt] = looptuneSetup(C0,G0,wc);

[T0,SoftReqs,HardReqs,sysopt] = looptuneSetup(C0,G0,wc,Req1,Req2,loopopt);

T = systune(T0,SoftReqs,HardReqs,sysopt);
C = setBlockValue(C0,T);

Настройка следующей системы управления для настройки looptune. Затем преобразуйте настройку в systune проблема и анализ результатов. Эти результаты отражают структуру модели системы управления, которая looptune мелодии. Результаты также отражают требования к настройке, неявно применяемые при настройке с помощью looptune.

В этом примере завод «2 на 2» G представлен:

Контроллер фиксированной структуры, C, включает три компонента: матрицу разъединения 2 на 2 D и два контроллера PI PI_L и PI_V. Сигналы r, y, и e - векторные сигналы размерности 2.

Создайте числовую модель, представляющую завод, и настраиваемую модель, представляющую контроллер. Назовите все входы и выходы, как на схеме, так, чтобы looptune и looptuneSetup знать, как соединить установку и контроллер через управляющие и измерительные сигналы.

s = tf('s');
G = 1/(75*s+1)*[87.8 -86.4; 108.2 -109.6];
G.InputName = {'qL','qV'};
G.OutputName = {'y'};

D = tunableGain('Decoupler',eye(2));
D.InputName = 'e';
D.OutputName = {'pL','pV'};
PI_L = tunablePID('PI_L','pi');
PI_L.InputName = 'pL';
PI_L.OutputName = 'qL';
PI_V = tunablePID('PI_V','pi'); 
PI_V.InputName = 'pV';
PI_V.OutputName = 'qV'; 
sum1 = sumblk('e = r - y',2);
C0 = connect(PI_L,PI_V,D,sum1,{'r','y'},{'qL','qV'});

Теперь эта система готова к настройке на looptune, используя заданные цели настройки. Например, укажите целевой диапазон полосы пропускания. Создайте требование настройки, которое устанавливает контрольное отслеживание в обоих каналах системы со временем отклика 15 с и требованием отклонения нарушения.

wc = [0.1,0.5];
TR = TuningGoal.Tracking('r','y',15,0.001,1);
DR = TuningGoal.Rejection({'qL','qV'},1/s);
DR.Focus = [0 0.1];

[G,C,gam,info] = looptune(G,C0,wc,TR,DR);

Final: Peak gain = 1, Iterations = 41
Achieved target gain value TargetGain=1.

looptune успешно настраивает систему на эти требования. Однако может потребоваться переключение на systune чтобы воспользоваться дополнительной гибкостью при настройке проблемы. Например, вместо настройки обоих каналов на петлевую полосу пропускания внутри wc, для каждого цикла может потребоваться указать разные частоты пересечения. Или, возможно, вы захотите применить требования настройки TR и DR в качестве жестких ограничений и добавить другие требования в качестве мягких требований.

Преобразовать looptune входные аргументы в набор входных аргументов для systune.

[T0,SoftReqs,HardReqs,sysopt] = looptuneSetup(G,C0,wc,TR,DR);

Эта команда возвращает набор аргументов, которые можно предоставить systune для эквивалентных результатов для настройки с looptune. Другими словами, следующая команда эквивалентна предыдущей looptune команда.

[T,fsoft,ghard,info] = systune(T0,SoftReqs,HardReqs,sysopt);

Final: Peak gain = 1, Iterations = 41
Achieved target gain value TargetGain=1.

Проверьте аргументы, возвращенные looptuneSetup.

T0

T0 =

  Generalized continuous-time state-space model with 0 outputs, 2 inputs, 4 states, and the following blocks:
    APU_: Analysis point, 2 channels, 1 occurrences.
    APY_: Analysis point, 2 channels, 1 occurrences.
    Decoupler: Tunable 2x2 gain, 1 occurrences.
    PI_L: Tunable PID controller, 1 occurrences.
    PI_V: Tunable PID controller, 1 occurrences.

Type "ss(T0)" to see the current value, "get(T0)" to see all properties, and "T0.Blocks" to interact with the blocks.

Программное обеспечение конструирует замкнутую систему управления для systune путем подключения установки и контроллера по их управляющим и измерительным сигналам и вставки двухканального AnalysisPoint блок в каждом из мест соединения, как показано на следующей схеме.

При настройке системы управления данного примера с помощью looptune, все требования рассматриваются как мягкие требования. Поэтому HardReqs пуст. SoftReqs является массивом TuningGoal требования. Эти требования вместе обеспечивают пропускную способность и маржу looptune плюс указанные дополнительные требования.

SoftReqs

SoftReqs=5×1 object
  5x1 heterogeneous SystemLevel (LoopShape, Tracking, Rejection, ...) array with properties:

    Models
    Openings
    Name

Осмотрите первую запись в SoftReqs.

SoftReqs(1)

ans = 
  LoopShape with properties:

       LoopGain: [1x1 zpk]
       CrossTol: 0.3495
          Focus: [0 Inf]
      Stabilize: 1
    LoopScaling: 'on'
       Location: {2x1 cell}
         Models: NaN
       Openings: {0x1 cell}
           Name: 'Open loop CG'

looptuneSetup выражает целевой диапазон частот пересечения wc в качестве TuningGoal.LoopShape требование. Это требование ограничивает профиль усиления с разомкнутым контуром формой контура, сохраненной в LoopGain свойство, с частотой пересечения и допуском пересечения (CrossTol) определяется wc. Проверьте форму этого контура.

viewGoal(SoftReqs(1))

Целевой переход выражается в виде профиля усиления интегратора с переходом между 0,1 и 0,5 рад/с, как указано wc. Если вы хотите указать другую форму контура, вы можете изменить это TuningGoal.LoopShape требование, прежде чем предоставить его systune.

looptune также настраивается на поля стабильности по умолчанию, которые можно изменить с помощью looptuneOptions. Для systune, пределы устойчивости задаются с помощью TuningGoal.Margins требования. Здесь, looptuneSetup выразил пределы стабильности по умолчанию looptune как мягкий TuningGoal.Margins требования. Например, проверьте четвертую запись в SoftReqs.

SoftReqs(4)

ans = 
  Margins with properties:

      GainMargin: 7.6000
     PhaseMargin: 45
    ScalingOrder: 0
           Focus: [0 Inf]
        Location: {2x1 cell}
          Models: NaN
        Openings: {0x1 cell}
            Name: 'Margins at plant inputs'

Последняя запись в SoftReqs является похожим TuningGoal.Margins требование, ограничивающее маржи на заводских выходах. looptune применяет эти маржи в качестве мягких требований. Если требуется преобразовать их в жесткие зависимости, передайте их в systune во входном векторе HardReqs вместо входного вектора SoftReqs.