Частотно-взвешенный предел влияния шума на указанные выходные сигналы для настройки с помощью тюнера системы управления.
Цель взвешенной дисперсии ограничивает влияние шума на выходные сигналы частотно-взвешенной передаточной функции WL (s) H (s) WR (s), где H (s) - передаточная функция между входами и выходами, заданными пользователем. WL (s) и WR (s) - это функции взвешивания, которые можно использовать для моделирования шумового спектра или выделения определенных диапазонов частот. Таким образом, для настройки отклика системы на стохастические входы с неоднородным спектром, таким как цветной шум или порывы ветра, можно использовать взвешенную дисперсионную цель.
Взвешенная дисперсия минимизирует отклик на шум на входах путем минимизации H2 нормы частотно-взвешенной передаточной функции. Меры H2 нормы:
Полная энергия импульсной характеристики для детерминированных входов в передаточную функцию.
Квадратный корень выходной дисперсии для входного сигнала белого шума с единичной дисперсией для стохастических входных сигналов передаточной функции. Эквивалентно, H2 норма измеряет среднеквадратичное значение выходного сигнала для такого входного сигнала.
На вкладке «Настройка» окна «Настройка системы управления» выберите «Новая цель» > «Затухание дисперсии, взвешенной по частоте» для создания цели «Взвешенная дисперсия».
При настройке систем управления в командной строке используйте TuningGoal.WeightedVariance для указания цели взвешенного усиления.
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.
Используйте текстовые поля Левый вес WL и Правый вес WR, чтобы указать функции взвешивания частоты для цели настройки.
WL обеспечивает взвешивание для выходных каналов H (s), а WR обеспечивает взвешивание для входных каналов .
Можно задать скалярные веса или частотно-зависимое взвешивание. Чтобы задать зависящее от частоты взвешивание, используйте числовую модель LTI, величина которой представляет требуемое взвешивание как функцию частоты. Например, введите tf(1,[1 0.01]) для задания большого веса при низких частотах, который падает выше 0,01 рад/с. Чтобы ограничить отклик на неравномерное распределение шума, введите в качестве WR модель LTI, величина которой представляет спектр шума.
Если цель настройки ограничивает передаточную функцию MIMO, скалярные или весовые функции SISO автоматически расширяются до любого входного или выходного измерения. Можно задать различные веса для каждого канала, задав функции взвешивания MIMO. Размеры H (s) должны быть соизмеримы с размерами WL и WR. Например, если ограниченная передаточная функция имеет два входа, можно указатьdiag([1 10]) как WR.
При настройке за дискретное время можно указать функции взвешивания как модели дискретного времени с тем же временем выборки, что и при настройке. Если функции взвешивания задаются в непрерывном режиме, программа настройки дискретизирует их. Определение весовых функций в дискретное время дает больший контроль над весовыми функциями вблизи частоты Найквиста.
Этот раздел диалогового окна используется для определения дополнительных признаков цели взвешенного отклонения.
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).
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 взвешенную передаточную функцию замкнутого цикла между указанными входами и выходами, оцениваемую с помощью циклов, открытых в указанных местоположениях открытия цикла. 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.
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 взвешенной дисперсии f (x) задается следующим образом:
WR‖2.
H (s, x) - передаточная функция замкнутого контура между указанными входами и выходами, вычисляемая значениями параметров ‖ 2 обозначает H2 норму ( см.norm).
Для настройки систем дискретно-временного управления f (x) задается:
(z) ‖ 2.
Ts - время выборки дискретной временной передаточной функции H (z, x).