Перерегулирование цели

Цель

Ограничьте перерегулирование в переходной характеристике от заданных входов к заданным выходам, при использовании Control System Tuner.

Описание

Overshoot Goal ограничивает перерегулирование в переходную характеристику между указанными местоположениями сигнала. Ограничение выполняется, когда перерегулирование в настроенном отклике меньше, чем целевое перерегулирование

Программа сопоставляет максимальное перерегулирование с ограничением пикового усиления, принимая характеристики системы второго порядка. Поэтому для настройки систем более высокого порядка ограничение перерегулирования только аппроксимируется. В сложение Overshoot Goal не может надежно уменьшить перерегулирование ниже 5%.

Когда вы создаете цель настройки в Control System Tuner, генерируется график цели настройки. Затененная область на графике представляет область в частотном диапазоне, где цель настройки не удовлетворена.

Создание

На вкладке Tuning Control System Tuner выберите New Goal > Maximum overshoot, чтобы создать цель перерегулирования.

Эквивалентный код командной строки

При настройке систем управления в командной строке используйте TuningGoal.Overshoot для задания переходной характеристики цели.

Выбор ответа

Используйте этот раздел диалогового окна, чтобы задать входы, вывода и открытия цикла для оценки цели настройки.

Specify step-response inputs
Выберите одно или несколько местоположений сигналов в модели, в которых можно применить шаг входа. Чтобы ограничить ответ SISO, выберите однозначный входной сигнал. Например, чтобы ограничить переходную характеристику из местоположения с именем 'u' в местоположение с именем 'y', нажмите Add signal to list и выберите 'u'. Чтобы ограничить ответ MIMO, выберите несколько сигналов или векторный сигнал.
Specify step-response outputs
Выберите в модели одно или несколько местоположений сигнала, в которых можно измерить ответ на вход шага. Чтобы ограничить ответ SISO, выберите однозначный выходной сигнал. Например, чтобы ограничить переходную характеристику из местоположения с именем 'u' в местоположение с именем 'y', нажмите Add signal to list и выберите 'y'. Чтобы ограничить ответ MIMO, выберите несколько сигналов или векторный сигнал. Для систем MIMO количество выходов должно равняться количеству входов.
Evaluate overshoot 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

Используйте этот раздел диалогового окна, чтобы задать дополнительные характеристики цели перерегулирования.

Limit % overshoot to
Введите максимальный процент перерегулирования. Перерегулирование Goal не может надежно уменьшить перерегулирование ниже 5%
Adjust for step amplitude
Для цели настройки MIMO, когда выбор модулей приводит к смешению малых и больших сигналов в разных каналах отклика, эта опция позволяет вам задать относительную амплитуду каждого входа в векторно значимом шаговом входе. Эта информация используется для масштабирования недиагональных членов в передаточной функции от ссылки до ошибки отслеживания. Это масштабирование гарантирует, что поперечные связи измеряются относительно амплитуды каждого опорного сигнала.
Например, предположим, что цель настройки состоит в том, чтобы вывести 'y1' and 'y2' отслеживать опорные сигналы 'r1'and 'r2'. Предположим далее, что вы требуете, чтобы выходы отслеживали ссылки с менее чем 10% перекрестной связи. Если r1 и r2 имеют сопоставимые амплитуды, тогда этого достаточно, чтобы сохранить усиления от r1 на y2 и r2 и y1 ниже 0,1. Однако, если r1 в 100 раз больше r2, коэффициент усиления от r1 на y2 должно быть меньше 0,001, чтобы убедиться, что r1 изменяет y2 менее чем на 10% r2 цель. Чтобы гарантировать этот результат, установите Adjust for step amplitude равным Yes. Затем введите [100,1] в Amplitudes of step commands текстовом поле. Это говорит Control System Tuner принять во внимание, что первый опорный сигнал в 100 раз больше, чем второй опорный сигнал.
Значение по умолчанию, No , означает, что масштабирование не применяется.
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).

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 Overshoot Goal f (x) отражает относительное удовлетворение или нарушение цели. Процентное отклонение от f (x) = 1 примерно соответствует процентному отклонению от заданного целевого значения перерегулирования. Для примера f (x) = 1.2 означает, что фактическое перерегулирование превышает целевое значение примерно на 20%, а f (x) = 0.8 означает, что фактическое перерегулирование примерно на 20% меньше целевого значения.

Overshoot Goal использует ${‖ T ‖}_{\infty}$ в качестве прокси для перерегулирования, основанного на характеристиках модели второго порядка. Здесь T передаточная функция с обратной связью, которая ограничивает потребность. Перерегулирование настроено в области значений от 5% ( ${‖ T ‖}_{\infty}$ = 1) до 100% ( ${‖ T ‖}_{\infty}$ ). Overshoot Goal неэффективно при форсировании перерегулирования ниже 5%.

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.

Документация