Пакет: TuningGoal
Форма целевого цикла для настройки системы управления
Использование TuningGoal.LoopShape
задать целевую gain profile (коэффициент усиления как функцию от частоты) разомкнутый контур характеристики. TuningGoal.LoopShape
ограничивает разомкнутый контур, ответ «точка-точка» (L) в заданном месте в системе управления. Используйте эту цель настройки для настройки системы управления с помощью команд настройки, таких как systune
или looptune
.
Когда вы настраиваете систему управления, целевой профиль усиления разомкнутого контура преобразуется в ограничения на функцию обратной чувствительности inv (S) = (I + L) и дополнительную функцию чувствительности T = 1- S. Эти ограничения проиллюстрированы для репрезентативной настроенной системы на следующем рисунке.
Там, где L намного больше 1, ограничение минимального усиления на inv (S) (зеленая затененная область) эквивалентно ограничению минимального усиления на L. Точно так же, когда L намного меньше 1, ограничение максимального усиления на T (красная затененная область) эквивалентно ограничению максимального усиления на L. Погрешность между этими двумя ограничениями в два раза больше CrossTol
параметр, который задает полосу частот, где коэффициент усиления цикла может пересекать 0 дБ.
Для систем управления с несколькими входами и мультивыходами (MIMO) значения в профиле усиления, больше 1, интерпретируются как минимальные требования к эффективности. Такие значения являются нижними границами наименьшего сингулярного значения разомкнутого контура. Значения профиля усиления меньше единицы интерпретируются как минимальные требования к откату, которые являются верхними границами наибольшего сингулярного значения отклика без разомкнутого контура. Для получения дополнительной информации о сингулярных значениях см. sigma
.
Использование TuningGoal.LoopShape
когда форма цикла рядом с перекрестием проста или хорошо понятна (например, интегральное действие). Чтобы задать только ограничения высокого усиления или низкого усиления в определенных полосах, используйте TuningGoal.MinLoopGain
и TuningGoal.MaxLoopGain
. Когда вы делаете это, программное обеспечение определяет лучшую форму цикла рядом с перекрестием.
создает цель настройки для формирования отклика без разомкнутого контура, измеренного в заданном месте. Величина передаточной функции с одним входом, с одним выходом (SISO) Req
=
TuningGoal.LoopShape(location
,loopgain
)loopgain
задает целевой профиль усиления без разомкнутого контура. Можно задать целевой профиль усиления (максимальное усиление через пару ввода-вывода) как плавную передаточную функцию или нарисовать кусочно- ошибку профиль с помощью frd
модель.
задает допуск на местоположение частоты среза. Req
= TuningGoal.LoopShape(location
,loopgain
,crosstol
)crosstol
выражает допуск на протяжении десятилетий. Для примера, crosstol
= 0,5 позволяет кроссоверам усилений в течение полудесяца с каждой стороны целевой частоты среза, заданной loopgain
. Когда опускаешь crosstol
, цель настройки использует значение по умолчанию 0,1 десятилетия. Можно увеличить crosstol
при настройке систем управления MIMO. Это позволяет более широко изменять частоты среза для различных циклов в системе.
Req = TuningGoal.LoopShape(
задает только целевую частоту среза коэффициента усиления. Этот синтаксис эквивалентен установке чистой формы цикла интегратора, location
,wc
)loopgain = wc/s
.
Req = TuningGoal.LoopShape(
задает область значений для целевой частоты среза коэффициента усиления. Область значений является вектором вида location
,wcrange
)wcrange
= [wc1,wc2]
. Этот синтаксис эквивалентен использованию среднего геометрического sqrt(wc1*wc2)
как wc
и настройка crosstol
по половинной ширине wcrange
через десятилетия. Использование области значений вместо одной wc
значение увеличивает способность алгоритма настройки применять форму целевого цикла для всех циклов в системе управления MIMO.
|
Место, где измеряется форма разомкнутого контура отклика, подлежащая ограничению, задается как вектор символов или массив ячеек векторов символов, которые идентифицируют одно или несколько местоположений в системе управления для настройки. Какие локации доступны, зависит от того, какую систему вы настраиваете:
Требование к форме цикла применяется к передаточной функции разомкнутого контура точка-точка в заданном месте. Эта передаточная функция является разомкнутой характеристикой, полученной путем инжектирования сигналов в местоположение и измерения обратных сигналов в той же точке. Если |
|
Целевой профиль усиления разомкнутого контура как функция от частоты. Можно задать Для систем управления с несколькими входами и мультивыходами (MIMO) значения в профиле усиления, больше 1, интерпретируются как минимальные требования к эффективности. Эти значения являются нижними границами наименьшего сингулярного значения Если вы настраиваете в дискретном времени (то есть используя a |
|
Допуск в месте нахождения частоты среза, через десятилетия. задается как скалярное значение. Для примера, По умолчанию: 0.1 |
|
Целевая частота среза, заданный как положительная скалярная величина значение. Экспресс- |
|
Область значений для целевой частоты среза, заданный как вектор вида |
|
Форма целевого цикла как функция от частоты, заданная как SISO Программа автоматически отображает входной параметр |
|
Допуск по частоте среза, через десятилетия. Начальное значение По умолчанию: |
|
Частота полосы в которой применяется цель настройки, задается как вектор-строка формы Установите Req.Focus = [1,100]; По умолчанию: |
|
Требование устойчивости по динамике замкнутого контура, заданное как 1 ( Когда По умолчанию: 1 ( |
|
Переключение для автоматического масштабирования сигналов цикла, заданное как В мультицикл или системы управления MIMO каналы обратной связи автоматически перерассчитываются, чтобы выровнять off-диагональные условия в передаточной функции разомкнутого контура (условия циклического взаимодействия). Задайте По умолчанию: |
|
Местоположение, в котором измеряется форма отклика без разомкнутого контура, которая будет ограничена, задается как массив ячеек из векторов символов, которые идентифицируют одну или несколько точек анализа в системе управления, чтобы настроить. Для примера, если Начальное значение |
|
Модели, к которым применяется цель настройки, заданные как вектор индексов. Используйте Req.Models = 2:4; Когда По умолчанию: |
|
Циклы обратной связи для открытия при оценке цели настройки, заданные как массив ячеек из векторов символов, которые идентифицируют местоположения открытия цикла. Цель настройки оценивается относительно строения разомкнутого контура, созданной открытием циклов обратной связи в идентифицируемых вами местах. Если вы используете цель настройки, чтобы настроить модель Simulink системы управления, то Если вы используете цель настройки, чтобы настроить обобщенное пространство состояний ( Для примера, если По умолчанию: |
|
Имя цели настройки, заданное как вектор символов. Для примера, если Req.Name = 'LoopReq'; По умолчанию: |
Эта цель настройки накладывает неявное ограничение устойчивости на функцию чувствительности с обратной связью, измеренную в Location
, оцениваемый с циклами, открытыми в точках, идентифицированных в Openings
. Динамика, на которую влияет это неявное ограничение, является stabilized dynamics для этой цели настройки. The MinDecay
и MaxRadius
опции systuneOptions
управляйте границами этой неявно ограниченной динамики. Если оптимизация не соответствует границам по умолчанию или если границы по умолчанию конфликтуют с другими требованиями, используйте systuneOptions
для изменения этих значений по умолчанию.
Когда вы настраиваете систему управления, используя TuningGoal
программное обеспечение преобразует цель настройки в нормированное скалярное значение f (x), где x является вектором свободных (настраиваемых) параметров в системе управления. Затем программа настраивает значения параметров, чтобы минимизировать f (x) или привести f (x) ниже 1, если цель настройки является жестким ограничением.
Для TuningGoal.LoopShape
, f (x) определяется:
Здесь S = D–1[I – L (s, x)]–1D - это масштабированная функция чувствительности в заданном местоположении, где L (s, x) - это формируемая разомкнутым контуром реакция. D является автоматически вычисляемым коэффициентом масштабирования цикла. (Если LoopScaling
для свойства задано значение 'off'
, затем D = I.) T = S - I является дополнительной функцией чувствительности.
WS и WT являются функциями взвешивания частот, выведенными из заданной формы цикла. Усиления этих функций примерно совпадают LoopGain
и 1/LoopGain
, для значений в диапазоне от -20 дБ до 60 дБ. По числовым причинам функции взвешивания выравниваются вне этой области значений, если заданный профиль усиления цикла не изменяет наклон для коэффициентов усиления выше 60 дБ или ниже -60 дБ. Потому что полюсы WS или WT близки к s = 0 или s = Inf
может привести к плохому числовому обусловлению systune
задача оптимизации, не рекомендуется задавать цикл формы с очень низкочастотной или очень высокочастотной динамикой.
Для получения WS и WT используйте:
[WS,WT] = getWeights(Req,Ts)
где Req
является целью настройки, и Ts
- шаг расчета, в который вы настраиваете (Ts = 0
на непрерывное время). Для получения дополнительной информации о эффектах функций взвешивания на числовую стабильность, смотрите Визуализация целей настройки.
frd
| looptune
| systune
| TuningGoal.Gain
| TuningGoal.MaxLoopGain
| TuningGoal.MinLoopGain
| TuningGoal.Tracking
| viewGoal
| looptune
(for slTuner)
(Simulink Control Design) | slTuner
(Simulink Control Design) | systune (for slTuner)
(Simulink Control Design)