Интерпретируйте результаты числовой настройки

Когда вы настраиваете систему управления с systune или Control System Tuner программное обеспечение предоставляет отчеты, которые дают вам обзор того, насколько хорошо настроенная система управления соответствует вашим проектом требованиям. Интерпретация этих отчетов требует понимания того, как алгоритм настройки оптимизирует систему, чтобы удовлетворить вашим целям настройки. (Программное обеспечение также предоставляет визуализацию целей настройки и откликов системы, чтобы помочь вам увидеть, где и насколько ваши требования не удовлетворены. Для получения информации об использовании этих графиков смотрите Визуализация целей настройки.)

Скалярные значения цели настройки

Программа настройки преобразует каждую цель настройки в нормированное скалярное значение, которое она затем ограничивает (жесткие цели) или минимизирует (мягкие цели). Пусть fi (x) и gj (x) обозначают скалярные значения мягкой и жесткой целей, соответственно. Здесь x является вектором настраиваемых параметров в системе управления, чтобы настроить. Алгоритм настройки решает задачу минимизации:

Минимизировать maxifi(x) при условии, что maxjgj(x)<1, для xmin<x<xmax.

xmin и xmax являются минимальным и максимальным значениями свободных параметров системы управления. (Для получения информации о конкретных функциях, используемых для оценки каждого типа требования, см. страницы с описанием для каждой цели настройки.)

Когда вы используете как мягкие, так и жесткие цели настройки, программное обеспечение решает оптимизацию как последовательность подпроектов формы:

minxmax(αf(x),g(x)).

Программа настраивает α умножителя так, чтобы решение подпроектов сходилось к решению исходной ограниченной задачи оптимизации.

Программа настройки сообщает окончательные скалярные значения для каждой цели настройки. Когда окончательное значение fi (x) или gj (x) меньше 1, соответствующая цель настройки удовлетворяется. Значения, больше 1, указывают, что цель настройки не удовлетворена по крайней мере для некоторых условий. Например, цель настройки, которая описывает ограничение частотного диапазона, может быть удовлетворена на одних частотах, а не на других. Чем ближе значение к 1, тем ближе цель настройки к тому, чтобы быть удовлетворенной. Таким образом, эти значения дадут вам обзор того, насколько успешно настроенная система соответствует вашим требованиям.

Форма, в которой программное обеспечение представляет оптимизированные значения цели настройки, зависит от того, настраиваете ли вы Control System Tuner или в командной строке.

Настройка результатов в командной строке

The systune команда возвращает системную модель управления или slTuner интерфейс с настроенными значениями параметров. systune также возвращает наилучшие достигнутые значения каждого fi (x) и gj (x) в качестве векторных выходных аргументов fSoft и gHard, соответственно. См. systune Страница с описанием для получения дополнительной информации. (Чтобы получить окончательные значения цели настройки самостоятельно, используйте evalGoal.)

По умолчанию systune отображает наилучшие конечные значения целей настройки в командном окне. Для образца в примере ПИД Настройка для Отслеживания Уставки против Подавления помех, systune вызывается с одним мягким требованием, R1и два жестких требования R2 и R3.

T1 = systune(T0,R1,[R2 R3]);
Final: Soft = 1.12, Hard = 0.99988, Iterations = 143

Это отображение указывает, что самое большое оптимизированное значение целей жесткой настройки меньше 1, поэтому обе жесткие цели удовлетворяются. Значение мягкой цели немного больше единицы, что указывает на то, что мягкая цель почти удовлетворена. Можно использовать графики целей настройки, чтобы увидеть, в каких режимах и по какой степени цели настройки нарушаются. (См. «Визуализация целей настройки».)

Вы можете получить дополнительную информацию о прогрессе оптимизации и значениях, используя info выхода systune. Сделать systune отображать дополнительную информацию во время настройки, использовать systuneOptions.

Результаты настройки в Control System Tuner

В Control System Tuner, когда вы кликаете, приложение компилирует Tuning Report, суммируя наилучшие достигнутые значения fi (x) и gj (x). Чтобы просмотреть отчет о настройке сразу после настройки системы управления, нажмите Tuning Report в правом нижнем углу Control System Tuner.

В отчете о настройке отображаются окончательные fi (x) и gj (x) значения, полученные алгоритмом.

Область Hard Goals показывает минимизированные gi (x) значения и указывает, которые удовлетворяются. Область Soft Goals подсвечивает самый большой из минимизированных fi (x) значений как Worst Value и приводит значения для всех потребностей. В этом примере жесткая цель удовлетворена, в то время как мягкие цели почти удовлетворены. Как и в случае с командной строкой, можно использовать графики тюнинг-цели, чтобы увидеть, где и по какой величине нарушаются цели настройки. (См. «Визуализация целей настройки».)

Совет

Вы можете просмотреть отчет из последнего запуска настройки в любое время. На вкладке Tuning нажмите Tune и выберите Tuning Report.

Улучшите результаты настройки

Если результаты настройки не соответствуют должным требованиям проекта, измените набор целей настройки, чтобы улучшить результаты. Для примера:

  • Определите цели настройки, которые должны иметь требования, как жесткие цели. Или расслабьте цели настройки, которые не являются абсолютными требованиями, обозначив их как мягкие цели.

  • Ограничьте частотную область значений, в котором исполняются цели частотного диапазона.

    • В Control System Tuner используйте Enforce goal in frequency range поле диалогового окна цели настройки.

    • В командной строке используйте Focus свойство TuningGoal объект.

Если результаты настройки удовлетворяют требованиям проекта, можно проверить настроенную систему управления, как описано в Валидация настроенной системы управления.

См. также

| | | (Simulink Control Design)

Похожие темы