Цель отклонения

Цель

Ограничьте влияние белого шума на заданные выходные сигналы при использовании Control System Tuner.

Описание

Цель отклонения накладывает ограничение ослабления шума, которое ограничивает влияние на заданные выходные сигналы белого шума, приложенного к заданным входам. Ослабление шума измеряется отношением дисперсии шума к дисперсии выхода.

Для стохастических входов с неоднородным спектром (цветной шум) используйте Взвешенную Цель Отклонения.

Создание

На вкладке Tuning Control System Tuner выберите New Goal > Signal variance attenuation, чтобы создать Цель Отклонения.

Эквивалентный код командной строки

При настройке систем управления в командной строке используйте TuningGoal.Variance для задания ограничения на усиление шума.

Выбор переноса ввода-вывода

Используйте этот раздел диалогового окна, чтобы задать местоположения входных параметров шума и выходы отклика. Также задайте любые местоположения, в которых можно открыть контуры для оценки цели настройки.

  • Specify stochastic inputs

    Выберите одно или несколько местоположений сигнала в модели в качестве входных входов шума. Чтобы ограничить ответ SISO, выберите однозначный входной сигнал. Например, чтобы ограничить коэффициент усиления из местоположения с именем 'u' в местоположение с именем 'y', нажмите Add signal to list и выберите 'u'. Чтобы ограничить усиление шума MIMO-отклика, выберите несколько сигналов или векторный сигнал.

  • Specify stochastic outputs

    Выберите одно или несколько местоположений сигнала в модели в качестве выходов для вычисления отклика на шумовые входы. Чтобы ограничить ответ SISO, выберите однозначный выходной сигнал. Например, чтобы ограничить коэффициент усиления из местоположения с именем 'u' в местоположение с именем 'y', нажмите Add signal to list и выберите 'y'. Чтобы ограничить усиление шума MIMO-отклика, выберите несколько сигналов или векторный сигнал.

  • Compute output variance with the following loops open

    Выберите в модели одно или несколько местоположений сигнала, в которых можно открыть цикл обратной связи для оценки этой цели настройки. Цель настройки оценивается относительно строения разомкнутого контура, созданной открытием циклов обратной связи в идентифицируемых вами местах. Например, чтобы вычислить цель настройки с открытием в местоположении с именем 'x', нажмите Add signal to list и выберите 'x'.

Совет

Чтобы выделить любой выбранный сигнал в Simulink® модель, click. Чтобы удалить сигнал из входного или выходного списка, нажмите. Когда вы выбрали несколько сигналов, можно переупорядочить их, используя и. Для получения дополнительной информации о том, как задать местоположения сигналов для цели настройки, смотрите Задать цели для интерактивной настройки.

Опции

Этот раздел диалогового окна используется для определения дополнительных характеристик цели отклонения.

  • Attenuate input variance by a factor

    Введите необходимое ослабление шума от заданных входов до выходов. Это значение задает максимальное отношение отклонения шума к выходной дисперсии.

    Когда вы настраиваете систему управления за дискретное время, это требование принимает, что процесс физического объекта и шума непрерывен, и интерпретирует желаемое ослабление шума как ограничение нормы H 2 в непрерывном времени. Это предположение гарантирует, что непрерывная и дискретная настройки дают последовательные результаты. Если объект и шумовые процессы действительно дискретны, и вы хотите связать H 2 норму дискретного времени, разделите желаемое значение ослабления наTs, где Ts - шаг расчета модели, которую вы настраиваете.

  • Adjust for signal amplitude

    Когда для этой опции задано значение Noограничиваемая передаточная функция с обратной связью не масштабируется для относительных амплитуд сигнала. Когда выбор модулей приводит к смешению малых и больших сигналов, использование немасштабированной передаточной функции может привести к плохим результатам настройки. Установите значение опции Yes для обеспечения относительных амплитуд входных и выходных сигналов вашей передаточной функции.

    Например, предположим, что цель настройки ограничивает передаточную функцию с 2 входами, 2 выходами. Предположим далее, что второй входной сигнал передаточной функции имеет тенденцию быть примерно в 100 раз больше, чем первый сигнал. В этом случае выберите Yes и вводите [1,100] в Amplitude of input signals текстовом поле.

    Амплитуда сигнала регулировки заставляет цель настройки оцениваться на масштабированной передаточной функции Do–1T (s) Di, где T (s) является немасштабированной передаточной функцией. Do и Di являются диагональными матрицами с Amplitude of output signals и Amplitude of input signals значениями на диагонали, соответственно.

  • Apply goal to

    Используйте эту опцию при настройке нескольких моделей сразу, таких как массив моделей, полученных путем линеаризации модели Simulink в различных рабочих точках или значениях параметров блоков. По умолчанию активные цели настройки применяются для всех моделей. Чтобы применить требование настройки для подмножества моделей в массиве, выберите Only Models. Затем введите индексы массива моделей, для которых применяется цель. Например, предположим, что вы хотите применить цель настройки ко второй, третьей и четвертой моделям в массиве моделей. Чтобы ограничить применение требования, введите 2:4 в Only Models текстовом поле.

    Для получения дополнительной информации о настройке для нескольких моделей см. «Робастные подходы к настройке» (Robust Control Toolbox).

Совет

  • Когда вы используете это требование для настройки системы управления, Control System Tuner пытается применить нулевое сквозное соединение (D = 0) при переносе, который ограничивает потребность. Нуль сквозного соединения накладывается, потому что H 2 норма, и, следовательно, значение цели настройки (см. Алгоритмы), бесконечно для систем непрерывного времени с ненулевым сквозным соединением .

    Control System Tuner обеспечивает нулевое сквозное соединение путем фиксации к нулю всех настраиваемых параметров, которые способствуют передаточному термину. Control System Tuner возвращает ошибку, когда исправление этих настраиваемых параметров недостаточно для обеспечения нулевого сквозного соединения. В таких случаях необходимо изменить требование или структуру управления или вручную зафиксировать некоторые настраиваемые параметры своей системы к значениям, которые устраняют срок подачи.

    Когда ограниченная передаточная функция имеет несколько настраиваемых блоков последовательно, подход программного обеспечения к обнулению всех параметров, которые способствуют общему сквозному соединению, может быть консервативным. В этом случае достаточно обнулить срок подачи одного из блоков. Если вы хотите контролировать, какой блок имеет сквозное соединение, фиксированный к нулю, можно вручную исправить сквозное соединение настраиваемого блока по своему выбору.

    Чтобы исправить параметры настраиваемых блоков к заданным значениям, смотрите Просмотр и Изменение Параметризации Блоков в Control System Tuner.

  • Эта цель настройки также накладывает неявное ограничение устойчивости на передаточную функцию с обратной связью между заданными входами и выходами, оцениваемыми с циклами, открытыми в заданных местах открытия цикла. Динамика, на которую влияет это неявное ограничение, является stabilized dynamics для этой цели настройки. Опции Minimum decay rate и Maximum natural frequency настройки управляют нижней и верхней границами на этих неявно ограниченной динамике. Если оптимизация не соответствует границам по умолчанию или если границы по умолчанию конфликтуют с другими требованиями, на вкладке Tuning используйте Tuning Options, чтобы изменить значения по умолчанию.

Алгоритмы

Когда вы настраиваете систему управления, программное обеспечение преобразует каждую цель настройки в нормализованное 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 Variance Goal f (x) определяется:

f(x)=AttenuationT(s,x)2.

T (s, x) является передаточной функцией с обратной связью от Input на Output. 2 обозначает H 2 норму (см norm).

Для настройки систем управления в дискретном времени f (x) определяется:

f(x)=AttenuationTsT(z,x)2.

Ts является шагом расчета передаточной функции в дискретном времени T (z, x).

Похожие темы

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте