Фон

systune и looptune команды настраивают параметры систем управления фиксированной структурой в соответствии с различными требованиями к времени и частотной области. TuningGoal пакет является хранилищем для таких требований к конструкции.

Пошаговая команда

TuningGoal.StepTracking требование определяет, как настроенная система с замкнутым контуром должна реагировать на ввод шага. Требуемый отклик можно указать либо в терминах признаков первого или второго порядка, либо в виде явной ссылочной модели. Это требование выполняется, когда относительный зазор между фактическими и желаемыми ответами достаточно мал в смысле наименьших квадратов. Например,

R1 = TuningGoal.StepTracking('r','y',0.5);

указывает, что отклик по замкнутому контуру от r кому y должен вести себя как система первого порядка с постоянной времени 0,5, в то время как

R2 = TuningGoal.StepTracking('r','y',zpk(2,[-1 -2],-1));

задает поведение второй, не минимальной фазы. Использовать viewGoal для визуализации требуемого отклика.

viewGoal(R2)

Это требование может использоваться для настройки ответов на шаги SISO и MIMO. В случае MIMO требование гарантирует, что каждый выход отслеживает соответствующий вход с минимальными кросс-муфтами.

Отклонение нарушения шага

TuningGoal.StepRejection требование определяет, как настроенная система с замкнутым контуром должна реагировать на помехи шага. Можно задать наихудшие значения амплитуды отклика, времени установки и демпфирования колебаний. Например,

R1 = TuningGoal.StepRejection('d','y',0.3,2,0.5);

ограничивает амплитуду $$y(t$$) до 0,3, время отстаивания до 2 единиц времени и коэффициент демпфирования до минимума 0,5. ИспользоватьviewGoal для просмотра соответствующего временного ответа.

viewGoal(R1)

Можно также использовать «ссылочную модель» для указания требуемого отклика. Следует отметить, что фактические и определенные ответы могут существенно отличаться, когда возможно лучшее отклонение возмущения. Используйте TuningGoal.Transient требование, когда требуется близкое совпадение. Для получения наилучших результатов отрегулируйте коэффициент усиления эталонной модели таким образом, чтобы фактический и заданный отклики имели одинаковые пиковые амплитуды (см. TuningGoal.StepRejection документация для получения подробной информации).

Сопоставление переходных ответов

TuningGoal.Transient требование определяет переходный отклик для конкретного входного сигнала. Это обобщение TuningGoal.StepTracking требование. Например,

R1 = TuningGoal.Transient('r','y',tf(1,[1 1 1]),'impulse');

требует, чтобы настроенный отклик от $$r$$ до $$y$$ выглядел как импульсный отклик эталонной модели $$1/({}^{\mathrm{}}s2+\mathrm{}s$$+ 1).

viewGoal(R1)

Входной сигнал может быть импульсным, ступенчатым, линейным или более общим сигналом, моделируемым как импульсная характеристика некоторого входного формирующего фильтра. Например, синусоидальную волну с частотой $${}_{\mathrm{\lambda \; 0}}$$ можно смоделировать как импульсную характеристику ($${}_{\mathrm{}}^{\mathrm{s2}}{}^{\mathrm{}}{}_{\mathrm{+}}^{\mathrm{}}$$

w0 = 2;
F = tf(w0^2,[1 0 w0^2]);  % input shaping filter
R2 = TuningGoal.Transient('r','y',tf(1,[1 1 1]),F);
viewGoal(R2)

Конструкция LQG

Используйте TuningGoal.LQG требование создания линейно-квадратично-гауссовой цели для настройки параметров системы управления. Эта цель применима к любой структуре управления, а не только к классической структуре наблюдения управления LQG. Например, рассмотрим простой контур PID на фиг.2, где $$d$$ и $$n$$ являются входами возмущений и шумов единичной дисперсии, а $${}_{\mathrm{Sd}}$$ и $${}_{\mathrm{Sn}}$$ являются фильтрами нижних и верхних частот, которые моделируют спектральное содержимое возмущений и шумов.

Рис. 2: Контур регулирования.

Для регулирования $$y$$ вокруг нуля можно использовать следующий критерий LQG:

Первый член в интеграле наказывает отклонение $$y(t$$) от нуля, а второй член наказывает контрольное усилие. Используяsystune, вы можете настроить PID контроллер для минимизации затрат $$$$J. Для этого используйте требование LQG

Qyu = diag([1 0.05]);  % weighting of y^2 and u^2
R4 = TuningGoal.LQG({'d','n'},{'y','u'},1,Qyu);