Рассмотрение и понимание последствий неопределенности являются важными задачами для инженера по управлению. Уменьшение воздействия некоторых форм неопределенности (начальные условия, низкочастотные возмущения) без катастрофического увеличения воздействия других доминантных форм (шум датчика, неопределенность модели) является основной задачей системы управления с обратной связью.
Стабильность по замкнутому контуру - это способ борьбы с (всегда присутствующей) неопределенностью в начальных условиях или произвольно малыми возмущениями.
Обратная связь с высоким коэффициентом усиления в низкочастотных диапазонах - это способ борьбы с воздействием неизвестных отклонений и возмущений, действующих на выход процесса. В этом случае вы вынуждены использовать фильтры скатывания в высокочастотных диапазонах, чтобы справиться с шумом высокочастотного датчика в системе обратной связи.
Наконец, такие понятия, как усиление и фазовые поля (и их обобщения), помогают количественно оценить чувствительность стабильности и производительности в условиях неопределенности модели, которая является неточным знанием того, как управляющий ввод непосредственно влияет на переменные обратной связи.
В основе надежного управления лежит концепция неопределенной системы LTI. Неопределенность модели возникает, когда выигрыш системы или другие параметры точно не известны или могут изменяться в заданном диапазоне. Примеры реальных неопределенностей параметров включают неопределенное положение полюса и нулевое положение, а также неопределенное усиление. Можно также иметь неструктурированные неопределенности, под которыми подразумеваются сложные вариации параметров, удовлетворяющие заданным пределам величины.
Программное обеспечение Rustive Control Toolbox™ позволяет создавать неопределенные модели LTI в виде объектов MATLAB ®, специально разработанных для надежных приложений управления. Можно создавать модели сложных систем, комбинируя модели подсистем с помощью сложения, умножения и деления, а также с помощью команд Toolbox™ системы управления, таких какfeedback и lft.
Надежное программное обеспечение Control Toolbox имеет встроенные функции, позволяющие определять неопределенность модели просто и естественно. Основные строительные блоки, называемые неопределенными элементами (или неопределенными блоками проектирования управления), являются неопределенными реальными параметрами и неопределенными линейными, инвариантными по времени объектами. Они могут использоваться для создания грубых и простых или подробных и сложных описаний неопределенности модели, присутствующей в моделях процесса.
После разработки высокоуровневые средства обеспечения надежности системы помогут проанализировать потенциальное ухудшение стабильности и производительности системы с замкнутым контуром, вызванное неопределенностью модели системы.
|
Функция |
Описание |
|---|---|
|
Создание неопределенного вещественного параметра. | |
|
Создание неопределенной, линейной, инвариантной по времени динамики. | |
Модель неопределенного усиления и фазы в цикле обратной связи. | |
|
Создание неопределенного объекта state-space из неопределенных матриц state-space. | |
|
Создать неопределенный объект частотной характеристики. | |
|
Вычислите все соответствующие величины разомкнутого и замкнутого цикла для соединения обратной связи MIMO. | |
|
Вычислите закольцовывание во время, а также MIMO-усиление и фазовые поля для многоточечной системы, включая одновременное усиление/фазовые поля. | |
|
Надежность работы неопределенных систем. | |
|
Вычислите запас устойчивости номинально стабильной неопределенной системы. | |
|
Вычислите наихудший коэффициент усиления номинально стабильной неопределенной системы. | |
|
Вычислите наихудший (с превышением неопределенности) коэффициент усиления и фазовые поля на основе дискового цикла. |