Рабочая точка динамической системы определяет состояния и входные сигналы корневого уровня модели в определенное время. Например, в модели двигателя автомобиля такие переменные, как частота вращения двигателя, угол дроссельной заслонки, температура двигателя и окружающие атмосферные условия, обычно описывают рабочую точку.
Установившаяся рабочая точка модели, также называемая условием равновесия или подстройки, включает переменные состояния, которые не изменяются со временем.
Модель может иметь несколько стационарных рабочих точек. Например, подвесной демпфированный маятник имеет две установившиеся рабочие точки, в которых положение маятника не изменяется со временем. Стабильная установившаяся рабочая точка возникает, когда маятник висит прямо вниз. Когда положение маятника немного отклоняется, маятник всегда возвращается в равновесие. Другими словами, небольшие изменения в рабочей точке не заставляют систему оставлять область хорошей аппроксимации вокруг величины равновесия.
При использовании поиска оптимизации для вычисления рабочих точек для нелинейных систем начальные догадки состояний и входных уровней должны быть близки к требуемой рабочей точке, чтобы обеспечить сходимость.
При линеаризации модели с несколькими установившимися рабочими точками важно иметь правильную рабочую точку. Например, линеаризация маятниковой модели вокруг стабильной рабочей точки установившегося состояния создает стабильную линейную модель, в то время как линеаризация вокруг нестабильной рабочей точки установившегося состояния создает нестабильную линейную модель.
Дополнительные сведения об операционных точках см. в разделе Что такое операционная точка? (Simulink Control Design) и что такое стационарная рабочая точка? (Проект управления симуляцией).
В этом разделе показано, как настроить установившуюся рабочую точку в оптимизаторе отклика. Для улучшения соответствия между моделью и данными измерений перед оптимизацией необходимо установить модель в стационарное состояние.
Откройте оптимизатор отклика и укажите свои требования, используя шаги, описанные в разделе Оптимизация конструкции для соответствия требованиям области частот (GUI).
На панели инструментов нажмите «Параметры» и выберите Operating Point Options из раскрывающегося меню.
Откроется следующее диалоговое окно Рабочая точка (Operating Point).
При открытии диалогового окна рабочей точки по умолчанию устанавливается флажок «Оптимизировать в установившемся режиме». Вкладки Состояния (States), Входы (Inputs) и Выходы (Outputs) используются для указания известных параметров, границ и отклонений. Например, на приведенном выше чертеже имеется одно состояние. Диалоговое окно рабочей точки используется для указания того, что это состояние должно рассматриваться как неизвестное и должно быть установлено в устойчивое состояние. Во время оптимизации отклика расчет рабочей точки будет изменять это состояние, чтобы установить его в установившееся состояние.
С помощью
кнопки можно также синхронизировать спецификации рабочих точек из модели Simulink ®.
Программа Simulink Design Optimization™ использует методы оптимизации для поиска рабочих точек в модели. Эти методы оптимизации можно задать на вкладке «Параметры» диалогового окна. Эти параметры определяют алгоритм оптимизации, допуски и условия остановки. Например, опция Gradient descent with projection часто используется для поиска рабочей точки для систем, использующих физическое моделирование. Для получения дополнительной информации нажмите кнопку
.
Указав параметры рабочих точек, продолжите процесс оптимизации, как описано в разделе Оптимизация конструкции для соответствия требованиям области частот (GUI).