exponenta event banner

wcdiskmarginplot

Визуализация наихудших показателей стабильности на основе дисков

Описание

пример

wcdiskmarginplot(Lunc) строит график номинального и наихудшего коэффициента усиления на основе дисков и полей фазы для контура отрицательной обратной связи SISO или MIMO feedback(Lunc,eye(N)), где N - количество входов и выходов в неопределенном отклике с разомкнутым контуром Lunc.

Для ответов MIMO, diskmarginplot использует поля многолучевого диска. (Для получения подробной информации об усилении на основе дисков и полях фаз см. раздел diskmargin.) Сюжет включает в себя:

  • Номинальный - Номинальный коэффициент усиления и запас по фазе Lunc. Запас усиления на основе диска на каждой частоте равен ± GM, где GM - значение, показанное на графике в дБ. Аналогично, поле фазы на основе диска равно ± PM градусов, где PM - значение, показанное на графике.

  • Наихудшее возмущение - коэффициент усиления и фазовые поля на основе диска для наихудшего возмущения в пределах диапазона неопределенности Lunc.Uncertainty. Наихудшее возмущение соответствует wcu выходной аргумент wcdiskmargin. Именно возмущение дает наименьший запас диска.

  • Наихудшая граница (нижняя граница) - нижняя граница на наихудших полях на каждой частоте. Эта кривая представляет огибающую, полученную путем нахождения наименьшего возможного запаса диска на каждой частоте, в пределах неопределенности Lunc.

  • Наихудшая граница (верхняя граница) - верхняя граница на наихудших полях на каждой частоте.

  • Выборочная неопределенность - поля ответов, случайным образом отобранных из Lunc.

wcdiskmarginplot(Lunc,sigma) строит графики коэффициента усиления на основе диска и полей фазы, вычисленных с использованием перекоса sigma для смещения изменения усиления в сторону увеличения усиления (sigma > 0) или снижение коэффициента усиления (sigma < 0). Если вы использовали wc для получения наихудших дисковых полей с некоторыми конкретными sigma, вы можете использовать этот синтаксис, чтобы увидеть частотную зависимость полей при sigma значение. Для sigma ≠ 0, выводимое на печать значение GM = min(gmax,1/max(0,gmin)). Другими словами, график показывает наибольшую величину изменения усиления [1/GM,GM] в пределах дискового запаса усиления [gmin,gmax] системы на указанном sigma.

пример

wcdiskmarginplot(___,w) строит графики наихудших полей на частотах, указанных w.

  • Если w - массив ячеек формы, {wmin,wmax}, то график показывает поля на частотах в диапазоне между wmin и wmax.

  • Если w является вектором частот, то график показывает поля на каждой заданной частоте.

пример

wcdiskmarginplot(___,opts) использует указанные опции для настройки элементов печати, аспектов вычисления наихудших полей или и того, и другого. Использовать diskmarginoptions для задания настроек для печати. Использовать wcOptions для задания настроек для вычислений. Этот аргумент можно использовать с любым из предыдущих синтаксисов.

Примеры

свернуть все

Постройте график наихудшего коэффициента усиления на основе дисков и полей фазы для следующей системы:

Лунка = 1s2 + a + 10 (1 + 0 .1Δ),

где а - неопределенный вещественный параметр с номинальным значением 1 и диапазоном 0,2-2, а Δ - динамическая неопределенность, ограниченная коэффициентом усиления.

a = ureal('a',1,'Range',[.2 2]);
Delta = ultidyn('Delta',1);
Lunc = tf(1,[1 a 10]) * (1+0.1*Delta);

wcdiskmarginplot(Lunc)
legend('location','SouthEast')

Figure contains 2 axes. Axes 1 contains 25 objects of type line. These objects represent Sampled uncertainty, Nominal, Worst perturbation, Worst-case margin (lower bound), Worst-case margin (upper bound). Axes 2 contains 25 objects of type line. These objects represent Sampled uncertainty, Nominal, Worst perturbation, Worst-case margin (lower bound), Worst-case margin (upper bound).

Worst perturbation кривая соответствует комбинации неопределенных элементов, которая дает наименьший запас диска по частоте. Это возмущение соответствует wcu вывод wcdiskmargin.

Worst-case margin кривые показывают нижнюю и верхнюю границы наихудших полей на каждой частоте. Для любого возмущения в пределах заданного диапазона неопределенности коэффициент усиления на основе диска или пределы фазы возмущенной системы лежат ниже Worst-case margin (верхняя граница) кривая. Другими словами, эта кривая представляет собой огибающую, образованную путем нахождения наименьших полей в пределах неопределенности на каждой частоте. Для этой системы нижняя и верхняя границы достаточно близки, чтобы казаться идентичными на графике. (см. wcdiskmargin для получения дополнительной информации об этих границах.)

Сфокусируйте график на области от 0,5 до 10 рад/с.

w = {0.5,10};
wcdiskmarginplot(Lunc,w)

Figure contains 2 axes. Axes 1 contains 25 objects of type line. These objects represent Sampled uncertainty, Nominal, Worst perturbation, Worst-case margin (lower bound), Worst-case margin (upper bound). Axes 2 contains 25 objects of type line. These objects represent Sampled uncertainty, Nominal, Worst perturbation, Worst-case margin (lower bound), Worst-case margin (upper bound).

Изучите влияние увеличения диапазона неопределенности на наихудшие поля. Для этого без изменения неопределенности, указанной в Lunc, используйте ULevel вариант wcOptions. Эта опция масштабирует нормализованную неопределенность на указанный множитель. Например, изучите наихудшие поля на предмет увеличения диапазона неопределенности на 50%.

opts = wcOptions('ULevel',1.5);
wcdiskmarginplot(Lunc,w,opts)

Figure contains 2 axes. Axes 1 contains 25 objects of type line. These objects represent Sampled uncertainty, Nominal, Worst perturbation, Worst-case margin (lower bound), Worst-case margin (upper bound). Axes 2 contains 25 objects of type line. These objects represent Sampled uncertainty, Nominal, Worst perturbation, Worst-case margin (lower bound), Worst-case margin (upper bound).

В этом случае пределы усиления и фазы для наихудшего возмущения достигают нуля, а наихудший запас на любой частоте также равен нулю. Этот результат означает, что расширение диапазона неопределенности далеко охватывает некоторые возмущения, которые приводят в действие систему с замкнутым контуром. feedback(Lunc,1) нестабильно.

Постройте график наихудших полей диска как функции частоты системы со следующим откликом с разомкнутым контуром.

a  = ureal('a',10,'PlusMinus',[-4,4]);
L = tf(25,[1 a a a]);

Для печати используйте настройки по умолчанию, заданные в настройках панели инструментов системы управления, за исключением указания следующих атрибутов.

  • Единицы измерения частоты: Гц

  • Увеличение маржи по логарифмической шкале, в абсолютных единицах

  • Сетка включена

opts = diskmarginoptions('cstprefs');
opts.FreqUnits = 'Hz';
opts.MagScale = 'log';
opts.MagUnits = 'abs';
opts.grid = 'on';

w = {2*pi*1e-3,2*pi*10};   % rad/s
wcdiskmarginplot(L,w,opts)

Figure contains 2 axes. Axes 1 contains 25 objects of type line. These objects represent Sampled uncertainty, Nominal, Worst perturbation, Worst-case margin (lower bound), Worst-case margin (upper bound). Axes 2 contains 25 objects of type line. These objects represent Sampled uncertainty, Nominal, Worst perturbation, Worst-case margin (lower bound), Worst-case margin (upper bound).

Полученный график может отличаться по внешнему виду в зависимости от текущих настроек панели инструментов системы управления. (См. раздел Редактор настроек панели инструментов.)

Входные аргументы

свернуть все

Отклик с разомкнутым контуром, указанный как неопределенная модель, такая как uss, ufrd, genss, или genfrd модель. L может быть SISO или MIMO, если он имеет одинаковое количество входов и выходов. wcdiskmarginplot строит график наихудшего коэффициента усиления на основе дисков и фазовых полей для системы с отрицательной обратной связью с замкнутым контуром feedback(L,eye(N)).

Построение графика наихудших полей системы положительной обратной связи feedback(L,eye(N),+1), использовать wcdiskmargin(-L).

Если L является моделью данных частотного отклика (например, ufrd), то wcdiskmarginplot строит графики полей на каждой частоте, представленной в модели.

Перекос области неопределенности, используемый для вычисления полей стабильности, заданных как действительный скаляр. Этот параметр смещает неопределенность, используемую для моделирования усиления и фазовых изменений в сторону увеличения или уменьшения усиления.

  • Дефолт sigma = 0 использует сбалансированную модель изменения коэффициента усиления в диапазоне [gmin,gmax], с gmin = 1/gmax.

  • Положительный sigma использует модель с большим увеличением усиления, чем снижением (gmin > 1/gmax).

  • Отрицательный sigma использует модель с большим снижением усиления, чем увеличением (gmin < 1/gmax).

Для получения более подробной информации о выборе sigma влияет на расчет запаса, см. раздел Анализ стабильности с использованием полей диска.

При печати полей усиления динамической системы в зависимости от частоты используйте значение по умолчанию sigma = 0, чтобы получить несмещенные оценки усиления и полей фазы. Для sigma = 0, наихудший запас усиления на основе диска на каждой частоте - ± GM, где GM - значение, показанное на графике в дБ .

Если вы использовали wcdiskmargin для получения наихудших дисковых полей с некоторыми конкретными sigma, вы можете использовать этот синтаксис, чтобы увидеть частотную зависимость полей при sigma значение. Для sigma ≠ 0, выводимое на печать значение GM = min(gmax,1/max(0,gmin)). Другими словами, график показывает наибольшую величину изменения усиления [1/GM,GM] в пределах дискового запаса усиления [gmin,gmax] системы на указанной сигме.

Частоты, на которых строятся поля стабильности, указанные как массив ячеек {wmin,wmax} или как вектор частотных значений.

  • Если w - массив ячеек формы, {wmin,wmax}, то график показывает поля на частотах между wmin и wmax.

  • Если w является вектором частот, то график показывает поля на каждой заданной частоте. Например, использовать logspace для формирования вектора строки с логарифмически разнесенными значениями частоты.

Указать частоты в единицах рад/TimeUnit, где TimeUnit является TimeUnit имущество L.

Параметры печати, указанные как:

  • A diskmarginplot набор параметров, созданный с помощью diskmarginoptions. Эти опции используются для настройки таких аспектов внешнего вида печати, как заголовок, метки осей и сетки.

  • A wcOptions набор опций. Используйте эти опции для настройки аспектов вычисления наихудших полей, таких как масштабирование неопределенности для изучения влияния меньшего или большего диапазона неопределенности без изменения уровней неопределенности в Lunc.

  • Один из наборов опций каждого типа для задания как опций печати, так и опций расчета. Разделите два набора опций запятой, как в wcdiskmarginplot(Lunc,w,plotops,compopts).

Представлен в R2020a