wcdiskmarginplot

Визуализация дисковых запасов устойчивости в наихудшем случае

Описание

пример

wcdiskmarginplot(Lunc) строит графики номинального и наихудшего дискового коэффициента усиления и запасов по фазе для цикла отрицательной обратной связи SISO или MIMO feedback(Lunc,eye(N)), где N количество входов и выходов в неопределенном разомкнутом цикле Lunc.

Для ответов MIMO, diskmarginplot использует мультицикл дисковые поля. (Для получения дополнительной информации о дисковых полях усиления и запасов по фазе diskmargin.) В график входят:

  • Номинальный - Номинальные запасы по усилению и фазе Lunc. Дисковый запас по амплитуде на каждой частоте ± GM, где GM - значение, показанное на графике в дБ. Аналогично, дисковый запас фазы составляет ± PM степеней, где PM - значение, показанное на графике.

  • Худшее возмущение - дисковое усиление и запасы по фазе наихудшего возмущения в область значений неопределенности Lunc.Uncertainty. Худшее возмущение соответствует wcu выходной аргумент wcdiskmargin. Именно возмущение приводит к наименьшему дисковому запасу.

  • Маржа наихудшего случая (нижняя граница) - нижняя граница наихудших полей на каждой частоте. Эта кривая представляет огибающую, полученную путем нахождения наименьшего возможного запаса диска на каждой частоте в пределах неопределенности Lunc.

  • Маржа наихудшего случая (верхняя граница) - верхняя граница наихудших полей на каждой частоте.

  • Выборочная неопределенность - Границы ответов, случайным образом выбранных из Lunc.

wcdiskmarginplot(Lunc,sigma) строит графики дискового коэффициента усиления и запасов по фазе, вычисленных с помощью косой sigma смещение изменения усиления в сторону увеличения усиления (sigma > 0) или уменьшение усиления (sigma < 0). Если вы использовали wc для получения наихудших дисковых полей с некоторыми конкретными sigma, можно использовать этот синтаксис, чтобы увидеть частотную зависимость полей при этом sigma значение. Для sigma ≠ 0 нанесенное на график значение GM = min(gmax,1/max(0,gmin)). Другими словами, график показывает наибольшую величину изменения усиления [1/GM,GM] который помещается в пределах дискового запаса по амплитуде [gmin,gmax] системы на заданном sigma.

пример

wcdiskmarginplot(___,w) строит графики наихудших полей на частотах, заданных w.

  • Если w - массив ячеек вида {wmin,wmax}, затем на графике показаны поля на частотах, расположенных между wmin и wmax.

  • Если w является вектором частот, тогда график показывает поля на каждой заданной частоте.

пример

wcdiskmarginplot(___,opts) использует заданные опции для настройки элементов графика, аспектов расчета наихудшего запаса или обоих вариантов. Использовать diskmarginoptions для задания индивидуальных настроек графика. Использовать wcOptions для задания индивидуальных настроек для расчетов. Можно использовать этот аргумент с любым из предыдущих синтаксисов.

Примеры

свернуть все

Постройте график наихудшего дискового усиления и запасов по фазе следующей системы:

Lunc=1s2+a+10(1+0.1Δ),

где a - неопределенный действительный параметр с номинальным значением 1 и диапазоном 0,2-2, а

a = ureal('a',1,'Range',[.2 2]);
Delta = ultidyn('Delta',1);
Lunc = tf(1,[1 a 10]) * (1+0.1*Delta);

wcdiskmarginplot(Lunc)
legend('location','SouthEast')

Figure contains 2 axes. Axes 1 contains 25 objects of type line. These objects represent Sampled uncertainty, Nominal, Worst perturbation, Worst-case margin (lower bound), Worst-case margin (upper bound). Axes 2 contains 25 objects of type line. These objects represent Sampled uncertainty, Nominal, Worst perturbation, Worst-case margin (lower bound), Worst-case margin (upper bound).

The Worst perturbation кривая соответствует комбинации неопределенных элементов, которая приводит к наименьшему дисковому запасу по частоте. Это возмущение соответствует wcu выход wcdiskmargin.

The Worst-case margin кривые показывают нижнюю и верхнюю границы наихудших полей на каждой частоте. Для любого возмущения в пределах заданных областью значений неопределенности основанный на диске коэффициент усиления или запасов по фазе возмущенной системы находится ниже Worst-case margin (верхняя граница) кривая. Другими словами, эта кривая является огибающей, полученной путем нахождения наименьших полей внутри неопределенности на каждой частоте. Для этой системы нижняя и верхняя границы достаточно близки, чтобы показаться идентичными на графике. (См. wcdiskmargin для получения дополнительной информации об этих границах.)

Фокусируйте график на области от 0,5 до 10 рад/с.

w = {0.5,10};
wcdiskmarginplot(Lunc,w)

Figure contains 2 axes. Axes 1 contains 25 objects of type line. These objects represent Sampled uncertainty, Nominal, Worst perturbation, Worst-case margin (lower bound), Worst-case margin (upper bound). Axes 2 contains 25 objects of type line. These objects represent Sampled uncertainty, Nominal, Worst perturbation, Worst-case margin (lower bound), Worst-case margin (upper bound).

Исследуйте эффект на наихудшие области увеличения области значений неопределенности. Сделать это без изменения неопределенности, указанной в Lunc, используйте ULevel опция wcOptions. Эта опция масштабирует нормированную неопределенность на коэффициент, который вы задаете. Для примера рассмотрим наихудшие маржи для на 50% большей области значений неопределенности.

opts = wcOptions('ULevel',1.5);
wcdiskmarginplot(Lunc,w,opts)

Figure contains 2 axes. Axes 1 contains 25 objects of type line. These objects represent Sampled uncertainty, Nominal, Worst perturbation, Worst-case margin (lower bound), Worst-case margin (upper bound). Axes 2 contains 25 objects of type line. These objects represent Sampled uncertainty, Nominal, Worst perturbation, Worst-case margin (lower bound), Worst-case margin (upper bound).

В этом случае запасы по усилению и фазе для наихудшего возмущения достигают нуля, а наихудший запас на любой частоте также равен нулю. Этот результат означает, что расширение области значений неопределенности так далеко охватывает некоторые возмущения, которые управляют системой с обратной связью feedback(Lunc,1) нестабильный.

Постройте график полей диска в худшем случае как функции частоты системы со следующей характеристикой разомкнутого контура.

a  = ureal('a',10,'PlusMinus',[-4,4]);
L = tf(25,[1 a a a]);

Для построения графика используйте настройки по умолчанию, заданные в выбор Control System Toolbox, за исключением задания следующих атрибутов:

  • Частотные модули: Гц

  • Запасы по амплитуде по журналу шкале, в абсолютных модулях

  • Сетка включена

opts = diskmarginoptions('cstprefs');
opts.FreqUnits = 'Hz';
opts.MagScale = 'log';
opts.MagUnits = 'abs';
opts.grid = 'on';

w = {2*pi*1e-3,2*pi*10};   % rad/s
wcdiskmarginplot(L,w,opts)

Figure contains 2 axes. Axes 1 contains 25 objects of type line. These objects represent Sampled uncertainty, Nominal, Worst perturbation, Worst-case margin (lower bound), Worst-case margin (upper bound). Axes 2 contains 25 objects of type line. These objects represent Sampled uncertainty, Nominal, Worst perturbation, Worst-case margin (lower bound), Worst-case margin (upper bound).

Полученный график может отличаться внешним видом, в зависимости от текущих настроек выбора Control System Toolbox. (См. раздел «Редактор настроек тулбокса».)

Входные параметры

свернуть все

Разомкнутый контур, заданная как неопределенная модель, такая как uss, ufrd, genss, или genfrd модель. L может быть SISO или MIMO, пока это имеет одинаковое количество входов и выходов. wcdiskmarginplot строит графики дискового коэффициента усиления и запасов по фазе для системы с обратной отрицательной связью с обратной связью feedback(L,eye(N)).

Построение графика наихудших полей системы положительной обратной связи feedback(L,eye(N),+1), использовать wcdiskmargin(-L).

Если L является моделью данных частотной характеристики (такой как ufrd), затем wcdiskmarginplot строит графики полей на каждой частоте, представленной в модели.

Перекос области неопределенности, используемый для вычисления запасов устойчивости, заданный как действительный скаляр. Этот параметр смещает неопределенность, используемую для моделирования изменений усиления и фазы в сторону увеличения или уменьшения усиления.

  • Значение по умолчанию sigma = 0 использует сбалансированную модель изменения усиления в области значений [gmin,gmax], с gmin = 1/gmax.

  • Положительное sigma использует модель с большим увеличением усиления, чем уменьшением (gmin > 1/gmax).

  • Отрицательные sigma использует модель с большим уменьшением усиления, чем увеличением (gmin < 1/gmax).

Для получения более подробной информации о том, как выбор sigma влияет на расчет запаса, см. «Анализ устойчивости с использованием полей на диске».

При построении графика запасов по амплитуде динамической системы от частоты используйте sigma по умолчанию = 0, чтобы получить объективные оценки усиления и запасов по фазе. Для sigma = 0, наихудший дисковый запас по амплитуде на каждой частоте ± GM, где GM - значение, показанное на графике в дБ .

Если вы использовали wcdiskmargin для получения наихудших дисковых полей с некоторыми конкретными sigma, можно использовать этот синтаксис, чтобы увидеть частотную зависимость полей при этом sigma значение. Для sigma ≠ 0 нанесенное на график значение GM = min(gmax,1/max(0,gmin)). Другими словами, график показывает наибольшую величину изменения усиления [1/GM,GM] который помещается в пределах дискового запаса по амплитуде [gmin,gmax] системы на заданном sigma.

Частоты, на которых можно построить запасы устойчивости, заданные как массив ячеек {wmin,wmax} или как вектор значений частоты.

  • Если w - массив ячеек вида {wmin,wmax}, затем на графике показаны поля на частотах между wmin и wmax.

  • Если w является вектором частот, тогда график показывает поля на каждой заданной частоте. Для примера используйте logspace чтобы сгенерировать вектор-строку с логарифмически разнесенными значениями частоты.

Задайте частоты в единицах рада TimeUnit, где TimeUnit является TimeUnit свойство L.

Опции графика, заданные как:

  • A diskmarginplot набор опций, который вы создаете с diskmarginoptions. Используйте эти опции для настройки аспектов внешнего вида графика, таких как заголовок, подписи по осям и сетки.

  • A wcOptions набор опций. Используйте эти опции для настройки аспектов расчета наихудших полей, таких как масштабирование неопределенности, чтобы изучить эффект меньшей или большей области значений неопределенности, не меняя уровни неопределенности в Lunc.

  • Один из наборов опций каждого типа, чтобы задать как опции графика, так и опции расчета. Разделите два набора опций запятыми, как в wcdiskmarginplot(Lunc,w,plotops,compopts).

Введенный в R2020a
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте