Пакет: TuningGoal
Переходная характеристика требования к настройке системы управления
Использование TuningGoal.StepTracking
для задания целевой переходной характеристики от заданных входов до заданных выходов системы управления. Используйте эту цель настройки с командами настройки системы управления, такими как systune
или looptune
.
создает цель настройки, которая ограничивает переходную характеристику между указанными местоположениями сигнала, чтобы соответствовать переходной характеристике стабильной ссылки Req
= TuningGoal.StepTracking(inputname
,outputname
,refsys
)refsys
. Ограничение удовлетворяется, когда относительное различие между настроенными и целевыми откликами попадает в допуск, заданный RelGap
свойство цели настройки (см. «Свойства»). inputname
и outputname
может описать SISO или MIMO ответ вашей системы управления. Для ответов MIMO количество входов должно равняться количеству выходов.
задает требуемую переходную характеристику как ответ первого порядка с постоянной времени Req
= TuningGoal.StepTracking(inputname
,outputname
,tau
)tau
:
задает требуемую переходную характеристику как ответ второго порядка с естественным периодом Req
= TuningGoal.StepTracking(inputname
,outputname
,tau
,overshoot
)tau
, естественная частота 1/ tau
и процент перерегулирования overshoot
:
Демпфирование определяется zeta = cos(atan2(pi,-log(overshoot/100)))
.
|
Входные сигналы для цели настройки, заданные как вектор символов или, для целей настройки с несколькими входами, массив ячеек из векторов символов.
Для получения дополнительной информации о точках анализа в системных моделях управления, см. «Маркируйте интересующие сигналы» для анализа и проекта систем управления. |
|
Выходные сигналы для цели настройки, заданные как вектор символов или, для целей настройки с несколькими выходами, массив ячеек из векторов символов.
Для получения дополнительной информации о точках анализа в системных моделях управления, см. «Маркируйте интересующие сигналы» для анализа и проекта систем управления. |
|
Ссылочная система для целевой переходной характеристики, заданная как динамическая системная модель, такая как
Для достижения наилучших результатов, |
|
Постоянная времени или естественный период целевой переходной характеристики, заданный как положительная скалярная величина. Если вы используете синтаксис Если вы используете синтаксис Демпфирование системы определяется |
|
Процент перерегулирования целевой переходной характеристики, заданный как скалярное значение в область значений (0,100). |
|
Ссылка система для целевых переходных характеристик, заданная как SISO или MIMO-пространство состояний ( Если вы используете Если вы используете
|
|
Максимальная относительная ошибка соответствия, заданная как положительная скалярная величина значение. Это свойство задает соответствующий допуск как максимальный относительный промежуток между целевыми и фактическими переходными характеристиками. Относительный промежуток определяется как: y (t) - yref (t) является несоответствием отклика, а 1 - yref (t) является ошибкой пошагового отслеживания целевой модели. обозначает энергию сигнала (2-норма). Увеличьте значение По умолчанию: 0.1 |
|
Масштабирование опорного сигнала, заданное как вектор положительных вещественных значений. Для требования отслеживания MIMO, когда выбор модулей приводит к смешению малых и больших сигналов в разных каналах отклика, используйте это свойство, чтобы задать относительную амплитуду каждого входа в векторно-значимом шаге входного сигнала. Эта информация используется для масштабирования недиагональных членов в передаточной функции от ссылки до ошибки отслеживания. Это масштабирование гарантирует, что поперечные связи измеряются относительно амплитуды каждого опорного сигнала. Например, предположим, что Req.InputScaling = [100,1]; Это говорит программному обеспечению учитывать, что первый опорный сигнал в 100 раз больше, чем второй опорный сигнал. Значение по умолчанию, По умолчанию: |
|
Имена входного сигнала, заданные как массив ячеек из векторов символов, которые идентифицируют входы передаточной функции, которые ограничивает цель настройки. Начальное значение |
|
Выходы сигнала, заданные как массив ячеек из векторов символов, которые идентифицируют выходы передаточной функции, которые ограничивает цель настройки. 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: |
Создайте требование к переходной характеристике из сигнала с именем 'r'
к сигналу с именем 'y'
. Ограничьте переходную характеристику, чтобы соответствовать передаточной функции H = 10/( s + 10), но допустите 20% относительных изменений между целевыми настроенными откликами.
H = tf(10,[1 10]); Req = TuningGoal.StepResp('r','y',H);
По умолчанию это требование допускает относительный промежуток 0,1 между целевым и настроенным откликами. Чтобы изменить относительный промежуток на 20%, установите RelGap
свойство требования.
Req.RelGap = 0.2;
Исследуйте требование.
viewGoal(Req);
Штриховая линия показывает целевую переходную характеристику, заданное этим требованием. Вы можете использовать это требование для настройки системной модели управления, T
, который содержит допустимые входные и выходные местоположения с именем 'r'
и 'y'
. Если вы делаете это, команда viewGoal(Req,T)
строит график достигнутой переходной характеристики от 'r'
на 'y'
для сравнения с целевой характеристикой.
Создайте требование, которое задает переходную характеристику первого порядка с константой времени 5 секунд. Создайте требование к переходной характеристике из сигнала с именем 'r'
к сигналу с именем 'y'
.
Req = TuningGoal.StepResp('r','y',5);
Когда вы используете это требование для настройки системной модели управления, T
, временная константа 5 принимается, чтобы быть выраженной в преобладающих модулях системы управления. Для примера, если T
является genss
модель и свойство T.TimeUnit
является 'seconds'
, затем это требование задает целевую постоянную времени 5 секунд для ответа от входа 'r'
в выход 'y'
от 'T'
.
Заданная постоянная времени преобразуется в ссылку модель пространства состояний, сохраненную в ReferenceModel
свойство требования.
refsys = tf(Req.ReferenceModel)
refsys = 0.2 ------- s + 0.2 Continuous-time transfer function.
Как и ожидалось, refsys
является моделью первого порядка.
Исследуйте требование. The viewGoal
команда отображает целевой ответ, который является переходной характеристикой образца модели.
viewGoal(Req);
Штриховая линия показывает целевую переходную характеристику, заданный этим требованием, ответ первого порядка с константой времени пять секунд.
Создайте требование, которое задает переходную характеристику порядка с естественным периодом 5 секунд и 10% перерегулированием. Создайте требование к переходной характеристике из сигнала с именем 'r'
к сигналу с именем 'y'
.
Req = TuningGoal.StepResp('r','y',5,10);
Когда вы используете это требование для настройки системной модели управления, T
естественный период 5 принимается выраженным в преобладающих модулях системы управления. Для примера, если T
является genss
модель и свойство T.TimeUnit
является 'seconds'
, затем это требование задает целевой естественный период 5 секунд для ответа от входа 'r'
в выход 'y'
от 'T'
.
Заданные параметры отклика преобразуются в ссылку модель пространства состояний, сохраненную в ReferenceModel
свойство требования.
refsys = tf(Req.ReferenceModel)
refsys = 0.04 --------------------- s^2 + 0.2365 s + 0.04 Continuous-time transfer function.
Как и ожидалось, refsys
является моделью второго порядка.
Исследуйте требование. The viewGoal
команда отображает целевой ответ, который является переходной характеристикой образца модели.
viewGoal(Req);
Штриховая линия показывает целевую переходную характеристику, заданный этим требованием, ответ второго порядка с 10% перерегулированием и естественным периодом в пять секунд.
Создайте цель настройки, которая задает переходную характеристику первого порядка с константой времени 5 секунд. Установите Models
и Openings
свойства для дальнейшей настройки применимости цели настройки.
Req = TuningGoal.StepTracking('r','y',5); Req.Models = [2 3]; Req.Openings = 'OuterLoop'
При настройке системы управления, которая имеет вход 'r'
, a выхода 'y'
, и местоположение точки анализа 'OuterLoop'
, можно использовать Req
как вход в looptune
или systune
. Установка Openings
свойство задает, что переходная характеристика от 'r'
на 'y'
измеряется при открытом цикле при 'OuterLoop'
. При настройке массива системных моделей управления, настройке Models
свойство ограничивает применение цели настройки. В этом примере цель настройки применяется только ко второй и третьей моделям в массиве.
Эта цель настройки накладывает неявное ограничение устойчивости на передаточную функцию с обратной связью от Input
на Output
, 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). Здесь 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.StepTracking
, f (x) определяется:
T (s, x) является передаточной функцией с обратной связью от Input
на Output
со значениями параметров x, а Tref (s) является образцом модели, заданной в ReferenceModel
свойство. обозначает H 2 норму (см norm
).
evalGoal
| looptune
| systune
| TuningGoal.Overshoot
| TuningGoal.Tracking
| viewGoal
| looptune (for slTuner)
(Simulink Control Design) | systune (for slTuner)
(Simulink Control Design)