Решение и понимание эффектов неопределенности являются важными задачами для инженера систем управления. Уменьшение эффектов некоторых форм неопределенности (начальные условия, низкочастотные нарушения порядка) без катастрофического увеличения эффектов других доминирующих форм (шум датчика, неопределенность модели) является основной задачей системы управления с обратной связью.
Стабильность в замкнутом цикле является способом борьбы с (всегда присутствующей) неопределенностью в начальных условиях или произвольно малых нарушениях порядка.
Обратная связь с высоким коэффициентом усиления в низкочастотных областях значений является способом борьбы с эффектами неизвестных смещений и нарушений порядка, действующих на выходе процесса. В этом случае вы вынуждены использовать срабатывающие фильтры в высокочастотных областях значений для борьбы с высокочастотным шумом датчика в системе обратной связи.
Наконец, такие понятия, как запасы по усилению и фазе (и их обобщения), помогают количественно определить чувствительность устойчивости и эффективности в условиях неопределенности модели, что является неточным знанием того, как вход управления непосредственно влияет на переменные обратной связи.
В основе надежного управления лежит концепция неопределенной системы LTI. Неопределенность модели возникает, когда усиления системы или другие параметры точно не известны или могут варьироваться в заданной области значений. Примеры неопределенности реального параметра включают неопределенные положения полюса и нуля и неопределенные усиления. Можно также иметь неструктурированные неопределенности, под которыми подразумевается комплексный параметр изменений удовлетворяющий заданным величиной границам.
С помощью программного обеспечения Robust Control Toolbox™ вы можете создавать неопределенные модели LTI как MATLAB® объекты, специально разработанные для устойчивых приложений управления. Можно создавать модели сложных систем путем объединения моделей подсистем с помощью сложения, умножения и деления, а также с командами Control System Toolbox™, такими как feedback и lft.
Программное обеспечение Robust Control Toolbox имеет встроенные функции, позволяющие определять неопределенность модели просто и естественно. Первичные базовые блоки, называемые неопределенными элементами (или неопределенными Блоками Системы управления), являются неопределенными вещественными параметрами и неопределенными линейными, инвариантными по времени объектами. Они могут использоваться, чтобы создать грубые и простые или подробные и сложные описания неопределенности модели, присутствующей в ваших моделях процесса.
После того, как сформулированные, высокоуровневые системные инструменты робастности могут помочь вам анализировать потенциальное ухудшение устойчивости и эффективность замкнутой системы, вызванной неопределенностью системной модели.
|
Функция |
Описание |
|---|---|
|
Создайте неопределенный действительный параметр. | |
|
Создайте неопределенную, линейную, инвариантную по времени динамику. | |
Моделируйте неопределенный коэффициент усиления и фазу в цикле обратной связи. | |
|
Создайте объект неопределенного пространства состояний из матриц неопределенного пространства состояний. | |
|
Создайте объект неопределенной частотной характеристики. | |
|
Вычислите все соответствующие величины разомкнутого и замкнутого контуров для MIMO-соединения обратной связи. | |
|
Вычислите цикл -в момент времени, а также MIMO коэффициент усиления и запасы по фазе для мультицикла системы, включая одновременные запасы по усилению/фазе. | |
|
Робастность эффективности неопределенных систем. | |
|
Вычислите устойчивый запас устойчивости номинально стабильной неопределенной системы. | |
|
Вычислите наихудший коэффициент усиления номинально стабильной неопределенной системы. | |
|
Вычислите наихудший случай (по неопределенности) цикл дисковое усиление и запасы по фазе. |