Пакет: TuningGoal
Требование ответа на шаг для настройки системы управления
Использовать TuningGoal.StepTracking задают целевой шаг ответа от указанных входов к указанным выходам системы управления. Используйте эту цель настройки с командами настройки системы управления, такими как systune или looptune.
создает цель настройки, которая ограничивает отклик шага между указанными местоположениями сигнала, чтобы соответствовать отклику шага стабильной системы отсчета, Req = TuningGoal.StepTracking(inputname,outputname,refsys)refsys. Ограничение выполняется, когда относительная разница между настроенными и целевыми откликами находится в пределах допуска, заданного параметром RelGap свойства цели настройки (см. Свойства). inputname и outputname может описывать отклик SISO или MIMO вашей системы управления. Для MIMO-ответов количество входов должно равняться количеству выходов.
задает требуемый отклик шага как отклик первого порядка с постоянной времени Req = TuningGoal.StepTracking(inputname,outputname,tau)tau:
1/тау.
задает требуемый отклик шага как отклик второго порядка с естественным периодом Req = TuningGoal.StepTracking(inputname,outputname,tau,overshoot)tau, собственная частота 1/tau, и процент превышения overshoot:
(1/тау) 2.
Демпфирование задается zeta = cos(atan2(pi,-log(overshoot/100))).
|
Входные сигналы для цели настройки, определенные как символьный вектор или, для целей настройки с несколькими входами, массив ячеек символьных векторов.
Дополнительные сведения о точках анализа в моделях систем управления см. в разделе Маркировка интересующих сигналов для анализа и проектирования систем управления. |
|
Выходные сигналы для цели настройки, определенные как символьный вектор или, для целей настройки с несколькими выходами, массив ячеек символьных векторов.
Дополнительные сведения о точках анализа в моделях систем управления см. в разделе Маркировка интересующих сигналов для анализа и проектирования систем управления. |
|
Опорная система для целевой реакции на шаг, заданная как динамическая модель системы, такая как
Для достижения наилучших результатов, |
|
Постоянная времени или естественный период отклика целевого шага, заданный как положительный скаляр. При использовании синтаксиса 1/тау. При использовании синтаксиса (1/тау) 2. Демпфирование системы определяется |
|
Процент превышения целевого ответа на шаг, заданный как скалярное значение в диапазоне (0,100). |
|
Опорная система для ответа на целевой шаг, указанная как состояние-пространство SISO или MIMO ( Если вы используете Если вы используете
|
|
Максимальная относительная ошибка сопоставления, заданная как положительное скалярное значение. Это свойство определяет допуск соответствия как максимальный относительный промежуток между целевым и фактическим откликами шага. Относительный зазор определяется как: (t) ‖ 2. y (t) - yref (t) - несоответствие отклика, и 1 - yref (t) - ошибка отслеживания шага целевой ‖ 2 - энергия сигнала (2-норма). Увеличение значения По умолчанию: 0,1 |
|
Масштабирование опорного сигнала, определяемое как вектор положительных вещественных значений. Для требования отслеживания MIMO, когда выбор единиц приводит к смешиванию малых и больших сигналов в различных каналах отклика, используйте это свойство, чтобы задать относительную амплитуду каждой записи на входе шага с векторными значениями. Эта информация используется для масштабирования внедиагональных терминов в передаточной функции от ссылки до ошибки отслеживания. Такое масштабирование обеспечивает измерение кросс-соединений относительно амплитуды каждого опорного сигнала. Например, предположим, что Req.InputScaling = [100,1]; Это предписывает программному обеспечению принимать во внимание, что первый опорный сигнал в 100 раз больше, чем второй опорный сигнал. Значение по умолчанию, По умолчанию: |
|
Имена входных сигналов, определяемые как массив ячеек символьных векторов, которые идентифицируют входы передаточной функции, ограничиваемой целью настройки. Начальное значение |
|
Имена выходных сигналов, задаваемые как массив ячеек символьных векторов, которые идентифицируют выходы передаточной функции, ограничиваемой целью настройки. Начальное значение |
|
Модели, к которым применяется цель настройки, заданная как вектор индексов. Используйте Req.Models = 2:4; Когда По умолчанию: |
|
Петли обратной связи, открываемые при оценке цели настройки, задаются как массив ячеек символьных векторов, которые идентифицируют местоположения открытия петли. Цель настройки оценивается по конфигурации с разомкнутым контуром, созданной путем открытия контуров обратной связи в определенных местоположениях. Если вы используете цель настройки для настройки модели Simulink системы управления, то При использовании цели настройки для настройки обобщенного состояния-пространства ( Например, если По умолчанию: |
|
Имя цели настройки, указанное как символьный вектор. Например, если Req.Name = 'LoopReq'; По умолчанию: |
Создание требования для ответа на шаг из сигнала с именем 'r' к сигналу с именем 'y'. Ограничьте отклик шага, чтобы он соответствовал передаточной функции H = 10/( s + 10), но разрешите 20% относительное изменение между целевыми настроенными откликами.
H = tf(10,[1 10]); Req = TuningGoal.StepResp('r','y',H);
По умолчанию это требование допускает относительный промежуток 0,1 между целевым и настроенным ответами. Чтобы изменить относительный зазор на 20%, установите RelGap свойство требования.
Req.RelGap = 0.2;
Изучите требование.
viewGoal(Req);

Пунктирная линия показывает целевой отклик шага, заданный этим требованием. Это требование можно использовать для настройки модели системы управления. T, который содержит допустимые расположения ввода и вывода с именем 'r' и 'y'. В этом случае команда viewGoal(Req,T) строит график достигнутого ответа на шаг от 'r' кому 'y' для сравнения с целевым ответом.
Создайте требование, определяющее отклик шага первого порядка с постоянной времени 5 секунд. Создайте требование для ответа на шаг из сигнала с именем 'r' к сигналу с именем 'y'.
Req = TuningGoal.StepResp('r','y',5);
При использовании этого требования для настройки модели системы управления Tпостоянная времени 5 принимается выраженной в преобладающих единицах системы управления. Например, если T является genss модель и свойство T.TimeUnit является 'seconds', то это требование задает целевую постоянную времени 5 секунд для ответа от входа 'r' в выходные данные 'y' из 'T'.
Указанная постоянная времени преобразуется в ссылочную модель состояния-пространства, хранящуюся в ReferenceModel свойство требования.
refsys = tf(Req.ReferenceModel)
refsys =
0.2
-------
s + 0.2
Continuous-time transfer function.
Как и ожидалось, refsys является моделью первого порядка.
Изучите требование. viewGoal отображает целевой отклик, который является ступенчатым откликом ссылочной модели.
viewGoal(Req);

Пунктирная линия показывает целевой отклик шага, заданный этим требованием, отклик первого порядка с постоянной времени пять секунд.
Создайте требование, определяющее отклик шага второго порядка с естественным периодом 5 секунд и превышением 10%. Создайте требование для ответа на шаг из сигнала с именем 'r' к сигналу с именем 'y'.
Req = TuningGoal.StepResp('r','y',5,10);
При использовании этого требования для настройки модели системы управления Tестественный период 5 принимается выраженным в преобладающих единицах системы управления. Например, если T является genss модель и свойство T.TimeUnit является 'seconds', то это требование задает целевой естественный период в 5 секунд для ответа от входа 'r' в выходные данные 'y' из 'T'.
Указанные параметры ответа преобразуются в ссылочную модель состояния-пространства, хранящуюся в ReferenceModel свойство требования.
refsys = tf(Req.ReferenceModel)
refsys =
0.04
---------------------
s^2 + 0.2365 s + 0.04
Continuous-time transfer function.
Как и ожидалось, refsys является моделью второго порядка.
Изучите требование. viewGoal отображает целевой отклик, который является ступенчатым откликом ссылочной модели.
viewGoal(Req);

Пунктирная линия показывает целевой отклик шага, заданный этим требованием, отклик второго порядка с превышением 10% и естественным периодом в пять секунд.
Создайте цель настройки, которая задает отклик шага первого порядка с постоянной времени 5 секунд. Установите Models и Openings для дальнейшей настройки применимости цели настройки.
Req = TuningGoal.StepTracking('r','y',5); Req.Models = [2 3]; Req.Openings = 'OuterLoop'
При настройке системы управления, имеющей вход 'r', выходные данные 'y'и местоположение точки анализа 'OuterLoop', вы можете использовать Req в качестве входных данных для looptune или systune. Установка Openings свойство указывает, что ответ на шаг от 'r' кому 'y' измеряется с разомкнутым контуром при 'OuterLoop'. При настройке массива моделей системы управления установите Models свойство ограничивает способ применения цели настройки. В этом примере цель настройки применяется только ко второй и третьей моделям в массиве.
Эта цель настройки накладывает неявное ограничение стабильности на передаточную функцию с замкнутым контуром из Input кому Output, оценивается с помощью петель, открытых в точках, определенных в Openings. Динамика, на которую влияет это неявное ограничение, является стабилизированной динамикой для этой цели настройки. MinDecay и MaxRadius варианты systuneOptions управлять границами в этой неявно ограниченной динамике. Если оптимизация не соответствует границам по умолчанию или если границы по умолчанию противоречат другим требованиям, используйте systuneOptions для изменения этих значений по умолчанию.
При настройке системы управления с помощью TuningGoal, программное обеспечение преобразует цель настройки в нормализованное скалярное значение f (x). Здесь x - вектор свободных (настраиваемых) параметров в системе управления. Затем программа корректирует значения параметров для минимизации f (x) или для приведения f (x) ниже 1, если цель настройки является жестким ограничением.
Для TuningGoal.StepTracking, f (x) задается следующим образом:
Tref (s) − I) ‖ 2.
T (s, x) - функция передачи с обратной связью отInput кому Output со значениями параметров x, и Tref (s) является ссылочной моделью, указанной в ReferenceModel свойство. 2 обозначает H2 норму ( см.norm).
evalGoal | looptune | systune | TuningGoal.Overshoot | TuningGoal.Tracking | viewGoal | looptune (for slTuner) (дизайн контроля Simulink) | systune (for slTuner)(Проект управления Simulink)