Подавление помех
Цель
Ослабьте нарушения порядка в конкретных местах и, в частности, полосах, при использовании Control System Tuner.
Описание
Подавление помех Goal задает минимальное ослабление нарушения порядка, вводимого в заданном месте в системе управления.
Когда вы используете эту цель настройки, программа пытается настроить систему так, чтобы ослабление нарушения порядка в заданном месте превысило минимальный коэффициент ослабления, который вы задаете. Этот коэффициент ослабления является отношением чувствительности открытого и замкнутого контуров к нарушению порядка и является функцией частоты.
Следующая схема иллюстрирует, как вычисляется коэффициент ослабления. Предположим, что вы задаете местоположение в своей системе управления, y, который является выходом блока A. В этом случае программное обеспечение вычисляет чувствительность к обратной связи в out к сигналу, введенному в in. Программа также вычисляет чувствительность, когда цикл управления открыт в местоположении z.
Чтобы задать цель Подавления помех, задайте одно или несколько местоположений, в которых можно ослабить нарушение порядка. Вы также обеспечиваете частотно-зависимый минимальный коэффициент ослабления как числовую модель LTI. Вы можете достичь нарушения порядка только внутри полосы пропускания управления. Коэффициент усиления цикла должен быть больше единицы, чтобы нарушение порядка было ослаблено (коэффициент ослабления > 1).
Когда вы создаете цель настройки в Control System Tuner, генерируется график цели настройки. Пунктирная линия показывает заданный вами профиль усиления. Затененная область на графике представляет область в частотном диапазоне, где цель настройки не удовлетворена. Сплошная линия является текущей соответствующей характеристикой вашей системы.
Если вы предпочитаете задать чувствительность к нарушению порядка в местоположении, а не ослабление нарушения порядка, можно использовать Цель Чувствительности.
Создание
На вкладке Tuning Control System Tuner выберите New Goal > Disturbance rejection, чтобы создать Цель Подавления помех.
Эквивалентный код командной строки
При настройке систем управления в командной строке используйте TuningGoal.Rejection для задания цели подавления помех.
Сценарий нарушения порядка
Используйте этот раздел диалогового окна, чтобы задать местоположения сигналов, в которые можно ввести нарушение порядка. Можно также задать местоположения открытия контура для оценки цели настройки.
Inject disturbances at the following locations
Выберите одно или несколько местоположений сигналов в модели, в которых можно измерить ослабление нарушения порядка. Чтобы ограничить ответ SISO, выберите одно место. Например, чтобы ослабить нарушение порядка в местоположении с именем
'y', нажмите
Add signal to list и выберите 'y'. Чтобы ограничить ответ MIMO, выберите несколько сигналов или векторный сигнал.Evaluate disturbance rejection 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.
Отклонение Эффективности
Задайте минимальное ослабление нарушения порядка как функцию от частоты.
Введите числовую модель LTI SISO, величина которой представляет желаемый профиль ослабления как функцию частоты. Для примера можно задать плавную передаточную функцию (tf, zpk, или ss модель). Также можно нарисовать кусочно-минимальное подавление помех с помощью frd модель. Когда вы делаете это, программное обеспечение автоматически преобразует профиль в плавную передаточную функцию, которая аппроксимирует желаемое минимальное подавление помех. Для примера, чтобы задать коэффициент ослабления 100 (40 дБ) ниже 1 рад/с, который постепенно падает до 1 (0 дБ) за 10 рад/с, введите frd([100 100 1 1],[0 1 10 100]).
Если вы настраиваете в дискретном времени, можно задать профиль ослабления как модель в дискретном времени с тем же временем дискретизации, как вы используете для настройки. Если вы задаете профиль ослабления за непрерывное время, программа настройки дискретизирует его. Установка профиля ослабления за дискретное время дает вам больше контроля над профилем около частоты Найквиста.
Опции
Используйте этот раздел диалогового окна, чтобы задать дополнительные характеристики цели подавления помех.
Enforce goal in frequency range
Ограничьте принудительное применение цели настройки конкретной полосой частот. Задайте полосу частоты как вектор-строка вида
[min,max], выраженная в частотных модулях вашей модели. Например, чтобы создать цель настройки, которая применяется только между 1 и 100 рад/с, введите[1,100]. По умолчанию цель настройки применяется на всех частотах для непрерывного времени и вплоть до частоты Найквиста для дискретного времени.Независимо от введенных пределов, цель подавления помех может быть применена только в пределах полосы пропускания управления.
Equalize cross-channel effects
Для требований мультицикла или MIMO подавления помех, каналы обратной связи автоматически пересматриваются, чтобы выровнять off-диагональные (цикл взаимодействие) условия в разомкнутый контур передаточной функции. Выберите
Offотключить такое масштабирование и сформировать немасштабированную разомкнутым контуром характеристику.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
2:4в Only Models текстовом поле.Для получения дополнительной информации о настройке для нескольких моделей см. «Робастные подходы к настройке» (Robust Control Toolbox).
Алгоритмы
Оценка целей настройки
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 Disturbance Rejection Goal f (x) определяется:
или его эквивалент в дискретном времени. Здесь S (jω, x) является функцией чувствительности с обратной связью, измеренной в нарушении порядка местоположении. .R- частотный интервал, через который выполняется требование, заданный в Enforce goal in frequency range поле. WS является функцией взвешивания частот, полученной из заданного профиля ослабления. Усиления WS и заданный профиль примерно совпадают для значений усиления в диапазоне от -20 дБ до 60 дБ. По числовым причинам уровни взвешивающей функции выключаются вне этой области значений, если заданный профиль усиления не изменяет наклон вне этой области значений. Эта корректировка называется regularization. Потому что полюса WS близки к s = 0 или s = Inf может привести к плохому числовому обусловлению для настройки, не рекомендуется задавать цикл формы с очень низкочастотной или очень высокочастотной динамикой. Для получения дополнительной информации о регуляризации и ее эффектах смотрите Визуализация целей настройки.
Неявные ограничения
Эта цель настройки накладывает неявное ограничение устойчивости на функцию чувствительности с обратной связью, измеренную в заданном, оцениваемом 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.