exponenta event banner

Цель чувствительности

Цель

Ограничить чувствительность контуров обратной связи к возмущениям при использовании тюнера системы управления.

Описание

Цель чувствительности ограничивает чувствительность контура обратной связи возмущениями. Максимальная чувствительность задается как функция частоты. Ограничьте чувствительность меньшей, чем одна, на частотах, где требуется хорошее отклонение возмущений.

Чтобы задать цель чувствительности, укажите одно или несколько расположений, в которых необходимо ограничить чувствительность. Вы также предоставляете зависящую от частоты максимальную чувствительность в виде числовой модели LTI, величина которой представляет требуемую чувствительность как функцию частоты.

При создании цели настройки в настройщике системы управления создается график цели настройки. Пунктирная линия показывает заданный профиль усиления. Затененная область на графике представляет область в частотной области, где цель настройки не удовлетворена.

Если вы предпочитаете указывать ослабление возмущения в определенном месте, а не чувствительность к возмущению, можно использовать Цель отклонения возмущения.

Создание

На вкладке Настройка тюнера системы управления выберите Новая цель > Чувствительность циклов обратной связи для создания цели чувствительности.

Эквивалент командной строки

При настройке систем управления в командной строке используйте TuningGoal.Sensitivity для указания цели отклонения возмущения.

Оценка чувствительности

Этот раздел диалогового окна используется для задания местоположения сигнала, в котором вычисляется чувствительность к возмущению. Можно также указать места открытия цикла для оценки цели настройки.

  • Измерение чувствительности в следующих местах

    Выберите в модели одно или несколько расположений сигналов для измерения чувствительности к возмущениям. Чтобы ограничить ответ SISO, выберите расположение с одним значением. Например, чтобы ограничить чувствительность в расположении с именем 'y', нажмите Добавить сигнал в список и выберите 'y'. Чтобы ограничить MIMO-отклик, выберите несколько сигналов или сигнал с векторным значением.

  • Оценка отклонения возмущения при размыкании следующих контуров

    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.

Ограничение чувствительности

Укажите максимальную чувствительность как функцию частоты.

Введите числовую модель LTI SISO, величина которой представляет желаемую границу чувствительности как функцию частоты. Например, можно указать функцию плавного переноса (tf, zpk, или ss модель). Можно также нарисовать кусочно-максимальную чувствительность с помощью frd модель. При этом программа автоматически сопоставляет профиль с функцией плавного переноса, которая аппроксимирует требуемую чувствительность. Например, чтобы задать чувствительность, которая увеличивается на 20 дБ в декаду и выравнивается при единице выше 1 рад/с, введите frd([0.01 1 1],[0.001 0.1 100]).

При настройке за дискретное время можно задать профиль максимальной чувствительности как модель дискретного времени с тем же временем выборки, что и при настройке. Если профиль чувствительности задается непрерывно, программа настройки дискретизирует его. Задание профиля в дискретное время дает вам больше контроля над профилем вблизи частоты Найквиста.

Варианты

Этот раздел диалогового окна используется для задания дополнительных характеристик цели чувствительности.

  • 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.

  • Уравнивание кросс-канальных эффектов

    Для требований к многоточечной чувствительности или чувствительности MIMO каналы обратной связи автоматически масштабируются, чтобы уравнять члены вне диагонали (взаимодействие 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).

Алгоритмы

Оценка целей настройки

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 чувствительности f (x) задается следующим образом:

f (x) =‖WS (ы) S (ы, x) ‖ ∞,

или его дискретный временной эквивалент. Здесь S (s, x) - функция чувствительности по замкнутому контуру, измеренная в месте, указанном в цели настройки. ‖ ∞ обозначает H∞ норму ( см.norm). WS - функция частотного взвешивания, полученная из указанного профиля чувствительности. Коэффициент усиления WS приблизительно соответствует обратному заданному профилю для значений коэффициента усиления в диапазоне от -20 дБ до 60 дБ. По числовым причинам взвешивающая функция выравнивается вне этого диапазона, если только указанный профиль усиления не изменяет наклон вне этого диапазона. Эта корректировка называется регуляризацией. Поскольку полюса WS близки к s = 0 или s = Inf может привести к плохой цифровой настройке для настройки, не рекомендуется указывать профили чувствительности с очень низкочастотной или очень высокочастотной динамикой. Дополнительные сведения о регуляризации и ее последствиях см. в разделе Визуализация целей настройки.

Неявное ограничение

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.

Связанные темы