exponenta event banner

Цель отслеживания ссылок

Цель

При использовании тюнера системы управления выполнять указанные выходные сигналы с заданными рабочими характеристиками и точностью. Предельное кросс-соединение в системах MIMO.

Описание

Контрольная цель отслеживания ограничивает отслеживание между указанными местоположениями сигнала. Ограничение выполняется, когда максимальная относительная ошибка отслеживания падает ниже указанного значения на всех частотах. Относительная ошибка - это коэффициент усиления от опорного входного сигнала до ошибки отслеживания как функции частоты.

Максимальный профиль ошибок можно указать непосредственно как функцию частоты. В качестве альтернативы можно указать цель отслеживания - целевую ошибку DC, пиковую ошибку и время отклика. Эти параметры преобразуются в следующую передаточную функцию, описывающую максимальную ошибку отслеживания частотной области:

MaxError = (PeakError) s +

В данном случае, startc равно 2/( время отклика). Следующий график иллюстрирует эти взаимосвязи для примерного набора значений.

При создании цели настройки в настройщике системы управления создается график цели настройки. Пунктирная линия показывает заданный профиль ошибки. Затененная область на графике представляет область в частотной области, где цель настройки не удовлетворена.

Создание

На вкладке Настройка тюнера системы управления выберите Новая цель > Отслеживание ссылок для создания цели отслеживания ссылок.

Эквивалент командной строки

При настройке систем управления в командной строке используйте TuningGoal.Tracking для указания цели отслеживания.

Выбор ответа

Этот раздел диалогового окна используется для задания точек ввода, вывода и открытия цикла для оценки цели настройки.

  • Указать исходные входные данные

    Выберите одно или несколько расположений сигналов в модели в качестве опорных сигналов. Чтобы ограничить отклик SISO, выберите однозначный опорный сигнал. Например, чтобы ограничить ответ из расположения с именем 'u' в расположение с именем 'y', нажмите Добавить сигнал в список и выберите 'u'. Чтобы ограничить MIMO-отклик, выберите несколько сигналов или сигнал с векторным значением.

  • Укажите выходные данные отслеживания ссылок

    Выберите одно или несколько расположений сигналов в модели в качестве опорных выходов отслеживания. Чтобы ограничить отклик SISO, выберите выходной сигнал с одним значением. Например, чтобы ограничить ответ на шаг из расположения с именем 'u' в расположение с именем 'y', нажмите Добавить сигнал в список и выберите 'y'. Чтобы ограничить MIMO-отклик, выберите несколько сигналов или сигнал с векторным значением. Для систем MIMO количество выходов должно равняться количеству входов.

  • Оцените производительность отслеживания, открыв следующие циклы

    Выберите одно или несколько расположений сигналов в модели, в которых следует открыть цикл обратной связи для оценки этой цели настройки. Цель настройки оценивается по конфигурации с разомкнутым контуром, созданной путем открытия контуров обратной связи в определенных местоположениях. Например, чтобы оценить цель настройки с помощью проема в месте с именем 'x', нажмите Добавить сигнал в список и выберите 'x'.

Совет

Чтобы выделить любой выбранный сигнал в модели Simulink ®, щелкните значок. Чтобы удалить сигнал из списка ввода или вывода, щелкните значок. После выбора нескольких сигналов их можно переупорядочить с помощью и. Дополнительные сведения о том, как указать расположение сигнала для цели настройки, см. в разделе Указание целей для интерактивной настройки.

Отслеживание производительности

Этот раздел диалогового окна используется для задания ограничений частотной области для ошибки отслеживания.

Время отклика, ошибка постоянного тока и пиковая ошибка

Выберите этот параметр, чтобы указать ошибку отслеживания с точки зрения времени отклика, процента ошибки устойчивого состояния и пиковой ошибки на всех частотах. Эти параметры преобразуются в следующую передаточную функцию, описывающую максимальную ошибку отслеживания частотной области:

MaxError = (PeakError) s +

При выборе этой опции введите в текстовые поля следующие параметры:

  • Время ответа (Response Time) - введите целевое время ответа. Пропускная способность трекинга задана с = 2/Response Время. Выражайте целевое время отклика в единицах времени модели.

  • Ошибка установившегося состояния (%) - введите максимальную ошибку установившегося дробного отслеживания, выраженную в процентах. Для целей отслеживания MIMO эта стационарная ошибка применяется ко всем парам ввода-вывода. Ошибка установившегося состояния - это ошибка постоянного тока, выраженная в процентах, DCError/100.

  • Пиковая ошибка по частоте (%) - введите максимальную дробную ошибку отслеживания по всем частотам, выраженную в процентах.

Максимальная ошибка как функция частоты

Выберите этот параметр, чтобы задать максимальный профиль ошибки отслеживания как функцию частоты.

Введите в текстовое поле числовую модель LTI SISO. Например, можно указать функцию плавного переноса (tf, zpk, или ss модель). Также можно нарисовать кусочный профиль ошибки с помощью frd модель. При этом программа автоматически сопоставляет профиль ошибки с функцией плавной передачи, которая аппроксимирует требуемый профиль ошибки. Например, чтобы задать максимальную погрешность 0,01 ниже примерно 1 рад/с, постепенно поднимаясь до пиковой погрешности 1 при 100 рад/с, введите frd([0.01 0.01 1],[0 1 100]).

Для целей отслеживания MIMO этот профиль ошибок применяется ко всем парам ввода-вывода.

При настройке за дискретное время можно указать максимальный профиль ошибки как модель дискретного времени с тем же временем выборки, что и при настройке. Если вы указываете профиль затухания в непрерывное время, программа настройки дискретизирует его. Задание профиля ошибки в дискретное время дает вам больше контроля над профилем вблизи частоты Найквиста.

Варианты

Этот раздел диалогового окна используется для указания дополнительных характеристик цели отслеживания.

  • Обеспечение цели в частотном диапазоне

    Ограничьте применение цели настройки определенной полосой частот. Укажите полосу частот как вектор строки формы [min,max], выраженное в единицах частоты модели. Например, чтобы создать цель настройки, применяемую только в диапазоне от 1 до 100 рад/с, введите [1,100]. По умолчанию цель настройки применяется на всех частотах для непрерывного времени и до частоты Найквиста для дискретного времени.

  • Настройка амплитуды шага

    Для цели настройки MIMO, когда выбор единиц приводит к смешиванию малых и больших сигналов в разных каналах отклика, эта опция позволяет 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 целью настройки является вывод 'y1' and 'y2' опорные сигналы пути 'r1'and 'r2'. Предположим далее, что выходные данные необходимы для отслеживания привязок с перекрестной связью менее 10%. Если r1 и r2 иметь сопоставимые амплитуды, то достаточно сохранить коэффициенты усиления от r1 кому y2 и r2 и y1 ниже 0,1. Однако, если r1 в 100 раз больше, чем r2, выигрыш от r1 кому y2 должно быть меньше 0,001 для обеспечения того, чтобы r1 изменения y2 менее чем на 10% от r2 цель. Для обеспечения этого результата установите Adjust for step amplitude на Yes. Затем введите [100,1] в текстовом поле «Амплитуды команд шага». Это предписывает тюнеру системы управления принимать во внимание, что первый опорный сигнал в 100 раз больше, чем второй опорный сигнал.

    Значение по умолчанию, No , означает, что масштабирование не применяется.

  • Применить цель к

    Эта опция используется при настройке сразу нескольких моделей, например массива моделей, полученных линеаризацией модели Simulink в различных рабочих точках или значениями параметров блока. По умолчанию активные цели настройки применяются для всех моделей. Чтобы применить требование настройки для подмножества моделей в массиве, выберите Только модели (Only Models). Затем введите индексы массива моделей, для которых применяется цель. Например, предположим, что необходимо применить цель настройки ко второй, третьей и четвертой моделям в массиве модели. Для ограничения применения требования введите 2:4 в текстовом поле «Только модели».

    Дополнительные сведения о настройке для нескольких моделей см. в разделе Подходы к надежной настройке (инструментарий надежного управления).

Алгоритмы

Оценка целей настройки

При настройке системы управления программа преобразует каждую 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 цели отслеживания f (x) задается следующим образом:

f (x) =‖WF (s) (T (s, x) − I) ‖ ∞,

или его дискретный временной эквивалент. Здесь T (s, x) - функция передачи с обратной связью между указанными входами и выходами, а ‖ ∞ обозначает H∞ норму ( см.getPeakGain). WF - функция частотного взвешивания, полученная из профиля ошибок, указанного в цели настройки. Коэффициент усиления WF приблизительно соответствует обратному профилю ошибок для значений коэффициента усиления от -20 дБ до 60 дБ. По числовым причинам взвешивающая функция выравнивается за пределами этого диапазона, если не указана ссылочная модель, изменяющая наклон за пределами этого диапазона. Эта корректировка называется регуляризацией. Поскольку полюса WF близки к s = 0 или s = Inf может привести к плохому числовому кондиционированию systune задача оптимизации, не рекомендуется задавать профили ошибок с очень низкочастотной или очень высокочастотной динамикой. Дополнительные сведения о регуляризации и ее последствиях см. в разделе Визуализация целей настройки.

Неявные ограничения

Эта цель настройки также накладывает неявное ограничение стабильности на функцию передачи с замкнутым контуром между указанными входами и выходами, вычисляемое с помощью циклов, открытых в указанных местоположениях открытия контура. Динамика, на которую влияет это неявное ограничение, является стабилизированной динамикой для этой цели настройки. Опции Минимальная скорость затухания (Minimum decay rate) и Максимальная собственная настройка частоты (Maximum natural frequency) управляют нижней и верхней границами этой неявно ограниченной динамики. Если оптимизация не соответствует границам по умолчанию или если границы по умолчанию противоречат другим требованиям, на вкладке Настройка (Tuning) воспользуйтесь опциями настройки для изменения значений по умолчанию.

Связанные темы