Иногда вы можете улучшить результаты надежного синтеза контроллера с помощью musyn. Даже если опции по умолчанию дают хорошие результаты, путем изменения некоторых опций можно выполнить следующие действия:
Найдите контроллер, обеспечивающий более высокую производительность.
Найдите контроллер более низкого порядка, который обеспечивает аналогичную надежную производительность.
Попробуйте попробовать несколько методов, описанных здесь, чтобы увидеть, являются ли результаты, которые вы получаете от musyn может быть улучшен.
По умолчанию musyn все неопределенности рассматриваются как сложные неопределенности, даже те, которые представлены реальными параметрами. Для ureal блоки, musyn предполагает, что каждый реальный параметр имеет мнимую часть, которая может изменяться на ту же величину, что и реальная часть. Это предположение упрощает вычисление, но дает более консервативную оценку надежной производительности системы.
Когда у вас есть реальная неопределенность, вы можете вместо этого использовать смешанный synthesis, который явно учитывает тот факт, что некоторые неопределенные параметры ограничены действительными значениями. Попробуйте использовать смешанный синтез, чтобы проверить, улучшает ли он производительность по сравнению с контроллером, который вы получаете без него.
Чтобы использовать смешанный синтез, установите 'MixedMU' вариант musynOptions кому 'on'. Пример, иллюстрирующий преимущества синтеза в смешанном режиме, см. в разделе Управление пружинно-массово-демпферной системой с использованием синтеза в смешанном режиме.
Синтез в смешанном режиме усложняет вычисления и может привести к созданию контроллеров более высокого порядка. Методы, описанные в разделе Уменьшение порядка контроллеров, могут помочь упростить результирующий контроллер.
Для неструктурированного контроллера, musyn может возвращать контроллеры относительно высокого порядка. musyn использует частотно-зависимые матрицы масштабирования, которые подгоняются рациональными функциями. (См. раздел Процесс итерации D-K.) Порядок, необходимый для соответствия масштабированию, и количество неопределенных блоков в системе вносят свой вклад в порядок конечного оптимизированного контроллера. Поэтому после использования musyn для первоначальной надежной конструкции контроллера может быть полезным поиск контроллера более низкого порядка, который достигает аналогичной надежной производительности. Среди подходов к получению контроллера более низкого порядка можно:
Один из методов заключается в использовании команд уменьшения модели для уменьшения контроллера, который musyn возвращает и находит аппроксимацию наименьшего порядка, достигающую аналогичной производительности. Пример, иллюстрирующий этот подход, см. в musynperf справочная страница.
Даже если первоначальный контроллер вы получаете с musyn не может быть уменьшен таким образом, чтобы сохранить надежную производительность, контроллер более низкого порядка, который достигает такой же производительности, может существовать. Попробуйте попробовать другие методы, чтобы увидеть, если различные параметры musyn вычисления могут помочь вам найти такой контроллер.
Этот подход использует возможности musyn для настройки контроллеров фиксированной структуры. Предположим, что вы используете musyn для проектирования централизованного контроллера с полным порядком K для неопределенного растения P с nmeas измерительные сигналы и ncont управляющие сигналы. Можно создать настраиваемую модель пространства состояния с фиксированным порядком более низкого порядка, чем Kи использовать musyn снова для настройки свободных параметров этой модели. Если новый контроллер достигает надежной производительности, близкой к производительности неструктурированного контроллера, повторите попытку с помощью настраиваемой модели пространства состояния еще более низкого порядка. Например, предположим K является контроллером 10-го порядка, возвращенным musyn для завода P. Следующие команды создают и настраивают контроллер пространства состояния пятого порядка путем формирования замкнутой неопределенной системы с настраиваемым контроллером и передачи его в musyn.
C0 = tunableSS('C0',5,nmeas,ncont);
CL0 = lft(P,C0);
[CL,CLperf,info] = musyn(CL0);Простой пример см. в разделе Надежная настройка контроллера фиксированной структуры на musyn справочная страница.
Для каждой итерации musyn соответствует каждой записи в матрицах масштабирования D и G рациональной функцией автоматически выбранного порядка. Чем выше порядок этих функций, тем выше порядок результирующего контроллера. По умолчанию максимальный порядок равен 5 для D-масштабирования и 2 для G-масштабных матриц. Если эти значения по умолчанию дают контроллер с хорошей надежной производительностью, попробуйте снизить максимальный порядок, чтобы увидеть, musyn возвращает контроллер более низкого порядка с аналогичной производительностью. Чтобы изменить максимальный порядок, используйте 'FitOrder' вариант musynOptions.
Если система имеет повторяющиеся неопределенные параметры, можно ограничить масштаб D и G, чтобы они были диагональными, что может привести к неструктурированному контроллеру более низкого порядка. Дополнительные сведения см. в разделе Повторные блоки параметров.
Неопределенный параметр может возникать несколько раз в данной модели. Например, следующий код создает модель неопределенного состояния-пространства, которая имеет два вхождения каждого из неопределенных параметров p1 и p2.
p1 = ureal('p1',10); p2 = ureal('p2',3); A = [-p1 p2;0 -p1]; B = [-p2; p2]; C = [1 0;1 1]; D = [0;0]; sys = ss(A,B,C,D)
sys =
Uncertain continuous-time state-space model with 2 outputs, 1 inputs, 2 states.
The model uncertainty consists of the following blocks:
p1: Uncertain real, nominal = 10, variability = [-1,1], 2 occurrences
p2: Uncertain real, nominal = 3, variability = [-1,1], 2 occurrences
Type "sys.NominalValue" to see the nominal value, "get(sys)" to see all properties,
and "sys.Uncertainty" to interact with the uncertain elements.Множественные вхождения неопределенных параметров могут увеличить порядок рациональных функций подгонки для D и G шкал. Поэтому они могут увеличить количество состояний в контроллере, возвращаемых на musyn. Этот эффект повторных параметров можно смягчить несколькими способами:
По умолчанию musyn по умолчанию использует полные матрицы для D и G масштабирования повторяющихся блоков. Матрицы полного масштабирования могут иметь зависящие от частоты записи как на диагонали, так и вне ее. Подгонка всех этих записей может привести к высокому порядку контроллера. Если musyn вместо этого использует масштабирование по диагонали, тогда требуется меньше независимых функций подгонки, что может уменьшить порядок контроллера.
Диагональное масштабирование эквивалентно обработке каждого повторяющегося блока как независимого экземпляра неопределенного параметра. Поэтому полное масштабирование является менее консервативным и может обеспечить лучшую надежную производительность. Тем не менее, чтобы уменьшить порядок контроллера, вы можете попробовать диагональное масштабирование и посмотреть, musyn все еще может найти адекватный контроллер, используя более консервативную оценку верхней границы λ.
Чтобы задать масштабирование по диагонали для повторяющихся блоков, используйте команду 'FullDG' вариант musynOptions.
Использовать simplify уменьшение количества повторяющихся параметров на заводе перед вызовом musyn. simplify команда пытается удалить избыточные экземпляры неопределенных блоков.
systuneЕсли имеется более пяти повторяющихся экземпляров неопределенного параметра и нет динамической неопределенности (нет ultidyn блоки), рассмотрите возможность использования systune вместо musyn. systune команда настраивает элементы контроллера фиксированной структуры. Он может выполнять надежную настройку контроллера без ухудшения, вызванного большим количеством повторяющихся блоков. Дополнительные сведения о способах надежной настройки с помощью systune, см. Надежные подходы к настройке.