exponenta event banner

Цель отклонения

Цель

Ограничение воздействия белого шума на указанные выходные сигналы при использовании тюнера системы управления.

Описание

Цель дисперсии накладывает ограничение ослабления шума, которое ограничивает воздействие на заданные выходные сигналы белого шума, подаваемого на заданные входы. Ослабление шума измеряется отношением дисперсии шума к выходной дисперсии.

Для стохастических входов с неоднородным спектром (цветным шумом) используйте Взвешенную цель дисперсии (Weighted Variance Goal).

Создание

На вкладке Настройка тюнера системы управления выберите Новая цель > Ослабление дисперсии сигнала для создания цели дисперсии.

Эквивалент командной строки

При настройке систем управления в командной строке используйте TuningGoal.Variance задание ограничения на усиление шума.

Выбор переноса ввода-вывода

Этот раздел диалогового окна используется для задания местоположения входов шума и выходных сигналов отклика. Также укажите любые расположения, в которых следует открывать контуры для оценки цели настройки.

  • Задание стохастических входных данных

    Выберите одно или несколько расположений сигналов в модели в качестве входов шума. Чтобы ограничить отклик SISO, выберите однозначный входной сигнал. Например, чтобы ограничить выигрыш от расположения с именем 'u' в расположение с именем 'y', нажмите Добавить сигнал в список и выберите 'u'. Чтобы ограничить усиление шума MIMO-отклика, выберите несколько сигналов или сигнал с векторными значениями.

  • Указание стохастических выходов

    Выберите одно или несколько местоположений сигналов в модели в качестве выходов для вычисления отклика на входы шума. Чтобы ограничить отклик SISO, выберите выходной сигнал с одним значением. Например, чтобы ограничить выигрыш от расположения с именем 'u' в расположение с именем 'y', нажмите Добавить сигнал в список и выберите 'y'. Чтобы ограничить усиление шума MIMO-отклика, выберите несколько сигналов или сигнал с векторными значениями.

  • Вычислить расхождение выходных данных, 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.

Варианты

Этот раздел диалогового окна используется для определения дополнительных признаков цели отклонения.

  • Ослабить входную дисперсию на коэффициент

    Введите требуемое ослабление шума с указанных входов на выходы. Это значение определяет максимальное отношение дисперсии шума к выходной дисперсии.

    При настройке системы управления в дискретное время это требование предполагает, что физический процесс установки и шума является непрерывным, и интерпретирует требуемое ослабление шума как ограничение нормы H2 непрерывного времени. Это предположение гарантирует, что непрерывная и дискретная настройка времени дают согласованные результаты. Если процессы, связанные с установкой и шумом, являются действительно дискретными и вместо этого требуется ограничить дискретную временную норму H2, разделите требуемое значение затухания на Ts, где Ts - время выборки настраиваемой модели.

  • Регулировка амплитуды сигнала

    Если для этой опции установлено значение No, ограниченная функция передачи с обратной связью не масштабируется для относительных амплитуд сигнала. Когда выбор единиц приводит к смешиванию малых и больших сигналов, использование немасштабированной передаточной функции может привести к плохим результатам настройки. Задайте для опции значение Yes для обеспечения относительных амплитуд входных сигналов и выходных сигналов вашей передаточной функции.

    Например, предположим, что цель настройки ограничивает передаточную функцию с 2 входами и 2 выходами. Предположим далее, что второй входной сигнал для передаточной функции имеет тенденцию быть примерно в 100 раз больше, чем первый сигнал. В этом случае выберите Yes и введите [1,100] в текстовом поле Амплитуда входных сигналов.

    Регулировка амплитуды сигнала вызывает оценку цели настройки на масштабированной передаточной функции Do-1T (s) Di, где T (s) является немасштабированной передаточной функцией. Do и Di - диагональные матрицы с Амплитудой выходных сигналов и Амплитудой значений входных сигналов на диагонали соответственно.

  • 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).

Совет

  • При использовании этого требования для настройки системы управления модуль настройки системы управления пытается принудительно использовать нулевой проход (D = 0) для передачи, ограничиваемой требованием. Нулевой проход накладывается потому, что H2 норма и, следовательно, значение цели настройки (см. Алгоритмы) бесконечны для систем непрерывного времени с ненулевым проходом.

    Тюнер системы управления обеспечивает нулевое прохождение, фиксируя в нуле все настраиваемые параметры, которые вносят вклад в прохождение. Тюнер системы управления возвращает ошибку, если исправления этих настраиваемых параметров недостаточно для обеспечения нулевого прохождения. В таких случаях необходимо изменить требование или структуру управления или вручную зафиксировать некоторые настраиваемые параметры системы в значениях, которые устраняют условие прохождения.

    Когда ограниченная передаточная функция имеет несколько настраиваемых блоков последовательно, подход программного обеспечения к обнулению всех параметров, которые вносят вклад в общее прохождение, может быть консервативным. В этом случае достаточно обнулить срок прохождения одного из блоков. Если требуется определить, какой блок имеет канал, зафиксированный на нуле, можно вручную зафиксировать канал настроенного блока по своему выбору.

    Сведения о приведении параметров настраиваемых блоков к заданным значениям см. в разделе Просмотр и изменение параметров блоков в настройщике системы управления.

  • 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.

Алгоритмы

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 отклонения f (x) задается следующим образом:

f (x) =‖Attenuation⋅T (s, x) ‖ 2.

T (s, x) - функция передачи с обратной связью отInput кому Output. 2 обозначает H2 норму ( см.norm).

Для настройки систем дискретно-временного управления f (x) задается:

f (x) =‖AttenuationTsT (z, x) ‖ 2.

Ts - время выборки дискретной временной передаточной функции T (z, x).

Связанные темы