Сформировать отклик с разомкнутым контуром контуров обратной связи при использовании тюнера системы управления.
Цель формирования петли задает целевой профиль усиления (усиление как функция частоты) отклика с разомкнутым контуром. Цель контура ограничивает отклик «точка-точка» (L) с разомкнутым контуром в указанном месте системы управления.
При настройке системы управления целевой профиль усиления с разомкнутым контуром преобразуется в ограничения функции обратной чувствительности inv (S) = (I + L) и функции комплементарной чувствительности T = 1-S. Эти ограничения проиллюстрированы для репрезентативной настроенной системы на следующем рисунке.
Когда L намного больше 1, минимальное ограничение усиления на inv(S) (зеленая затененная область) эквивалентна ограничению минимального усиления на L. Аналогично, где L намного меньше 1, ограничение максимального усиления на T (красная затененная область) эквивалентна ограничению максимального усиления на L. Зазор между этими двумя ограничениями в два раза превышает допуск пересечения, который определяет полосу частот, в которой усиление контура может пересекать 0 дБ.
Для систем управления с множеством входов и множеством выходов (MIMO) значения в профиле усиления больше 1 интерпретируются как минимальные требования к производительности. Такие значения являются более низкими границами наименьшего сингулярного значения отклика с разомкнутым контуром. Значения профиля усиления меньше единицы интерпретируются как минимальные требования к скатыванию, которые являются верхними границами наибольшего сингулярного значения отклика с разомкнутым контуром. Дополнительные сведения о сингулярных значениях см. в разделе sigma.
Используйте цель Loop Shape, когда форма loop рядом с кроссовером проста или хорошо понятна (например, интегральное действие). Чтобы задать только ограничения высокого или низкого усиления в определенных диапазонах частот, используйте параметр «Цель минимального усиления контура» или «Цель максимального усиления контура». При этом программа определяет наилучшую форму петли рядом с кроссовером.
На вкладке «Настройка» окна «Настройка системы управления» выберите «Новая цель» > «Целевая фигура» для реакции с разомкнутым контуром для создания цели «Форма контура».
При настройке систем управления в командной строке используйте TuningGoal.LoopShape для задания цели в форме цикла.
Этот раздел диалогового окна используется для определения местоположения сигнала, в котором будет вычисляться коэффициент усиления разомкнутого контура. Можно также указать дополнительные места открытия цикла для оценки цели настройки.
Сформировать отклик с разомкнутым контуром в следующих местах
Выберите одно или несколько расположений сигналов в модели, в которых требуется вычислить и ограничить коэффициент усиления с разомкнутым контуром. Чтобы ограничить ответ SISO, выберите расположение с одним значением. Например, чтобы ограничить усиление в разомкнутом контуре в местоположении с именем 'y', нажмите
Добавить сигнал в список и выберите 'y'. Чтобы ограничить MIMO-отклик, выберите несколько сигналов или сигнал с векторным значением.
Вычислить ответ с открытием следующих циклов
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.
Этот раздел диалогового окна используется для задания формы целевого контура.
Чистый интегратор wc/s
Проверьте, чтобы указать чистый интегратор и частоту пересечения для формы целевого контура. Например, чтобы задать интегральный профиль усиления с частотой пересечения 10 рад/с, введите 10 в текстовое поле Частота пересечения wc.
Другой профиль усиления
Установите флажок, чтобы задать форму целевого контура как функцию частоты. Введите числовую модель LTI SISO, величина которой представляет требуемый профиль усиления. Например, можно указать функцию плавного переноса (tf, zpk, или ss модель). Можно также нарисовать кусочно-целевую форму контура с помощью frd модель. При этом программа автоматически сопоставляет профиль с функцией плавного переноса, которая аппроксимирует требуемую форму контура. Например, чтобы задать целевую форму контура 100 (40 дБ) ниже 0,1 рад/с, откатываясь со скоростью -20 дБ/декада на более высоких частотах, введите frd([100 100 10],[0 1e-1 1]).
При настройке за дискретное время можно указать форму цикла как модель дискретного времени с тем же временем выборки, которое используется для настройки. Если форма цикла задается непрерывно, программа настройки дискретизирует ее. Задание формы контура за дискретное время дает вам больше контроля над формой контура вблизи частоты Найквиста.
Этот раздел диалогового окна используется для задания дополнительных характеристик цели формы контура.
Применение формы цикла в пределах
Укажите допуск в расположении частоты пересечения, через десятилетия. Например, чтобы разрешить пересечение коэффициента усиления в течение полдня по обе стороны от целевой частоты пересечения, введите 0.5. Увеличьте допуск пересечения, чтобы повысить способность алгоритма настройки применять форму целевого цикла для всех циклов в системе управления MIMO.
Обеспечение цели в частотном диапазоне
Ограничьте применение цели настройки определенной полосой частот. Укажите полосу частот как вектор строки формы [min,max], выраженное в единицах частоты модели. Например, чтобы создать цель настройки, применяемую только в диапазоне от 1 до 100 рад/с, введите [1,100]. По умолчанию цель настройки применяется на всех частотах для непрерывного времени и до частоты Найквиста для дискретного времени.
Стабилизировать систему замкнутого контура
По умолчанию цель настройки накладывает требование стабильности на функцию передачи с замкнутым контуром от указанных входов к выходам в дополнение к ограничению усиления. Если стабильность не требуется или не может быть достигнута, выберите No для снятия требования к устойчивости. Например, если ограничение усиления применяется к нестабильной функции передачи с разомкнутым контуром, выберите No.
Уравнять петлевые взаимодействия
Для ограничений усиления контура с несколькими контурами или MIMO каналы обратной связи автоматически масштабируются для выравнивания членов вне диагонали (взаимодействия контура) в функции передачи с разомкнутым контуром. Выбрать Off деактивировать такое масштабирование и формировать немасштабированный отклик с разомкнутым контуром.
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 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 формы цикла f (x) задается следующим образом:
=‖WSSWTT‖∞.
S = D-1 [ I-L (s, x)] -1D - масштабированная функция чувствительности.
L (s, x) - формируемый отклик с разомкнутым контуром.
D - автоматически вычисленный коэффициент масштабирования цикла. (Если для взаимодействий цикла выравнивания установлено значение Off, затем D = I.)
T = S - I - дополнительная функция чувствительности.
WS и WT - функции взвешивания частоты, полученные из заданной формы контура. Коэффициенты усиления этих функций приблизительно соответствуют заданной форме цикла и ее обратной, соответственно, для значений в диапазоне от -20 дБ до 60 дБ. По числовым причинам функции взвешивания выравниваются за пределами этого диапазона, если только указанный профиль усиления не изменяет наклон за пределами этого диапазона. Поскольку полюса WS или WT близки к s = 0 или s = Inf может привести к плохой цифровой настройке для настройки, не рекомендуется указывать формы петель с очень низкочастотной или очень высокочастотной динамикой. Дополнительные сведения о регуляризации и ее последствиях см. в разделе Визуализация целей настройки.
Эта цель настройки накладывает неявное ограничение стабильности на функцию чувствительности с замкнутым контуром, измеренную в указанном, вычисляемом с контурами, открытыми 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.