Цель пассивности

Цель

Усильте пассивность конкретной карты ввода/вывода при использовании Control System Tuner.

Описание

Passivity Goal обеспечивает пассивность отклика передаточной функции между заданными местоположениями сигнала. Система passive, если все ее вводы-выводы траектории (u (t), y (t)) удовлетворяют:

0Ty(t)Tu(t)dt>0,

для всех T > 0. Эквивалентно, система пассивна, если ее частотная характеристика положительная действительная, что означает, что для всех ω > 0,

G(jω)+G(jω)H>0

Цель пассивности создает ограничение, которое применяет:

0Ty(t)Tu(t)dt>ν0Tu(t)Tu(t)dt+ρ0Ty(t)Ty(t)dt,

для всех T > 0. Чтобы применить общее условие пассивности, установите минимальный входной индекс пассивности (ν) и минимальный выходной индекс пассивности (ρ) равными нулю. Чтобы применить избыток пассивности на входах или выходах, задайте ν или ρ положительное значение. Чтобы разрешить дефицит пассивности, установите ν или ρ отрицательное значение. Дополнительные сведения об этих индексах см. в разделе Об индексах пассивности и пассивности.

В Control System Tuner затененная область на графике представляет область в частотный диапазон, в которой цель настройки не достигается. График показывает значение индекса, описанного в Алгоритмах.

Создание

На Tuning вкладке Control System Tuner выберите New Goal > Passivity Goal.

Эквивалентный код командной строки

При настройке систем управления в командной строке используйте TuningGoal.Passivity для задания ограничения пассивности.

Выбор переноса ввода-вывода

Используйте этот раздел диалогового окна, чтобы задать входы и выходы передаточной функции, которые ограничиваются целями настройки. Также задайте любые местоположения, в которых можно открыть контуры для оценки цели настройки.

  • Specify input signals

    Выберите одно или несколько местоположений сигнала в модели в качестве входов в передаточную функцию, которую ограничивает цель настройки. 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 пассивность отклика MIMO, выберите несколько сигналов или векторный сигнал.

  • Specify output signals

    Выберите одно или несколько местоположений сигнала в модели в качестве выходов передаточной функции, которую ограничивает цель настройки. 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 пассивность отклика MIMO, выберите несколько сигналов или векторный сигнал.

  • Compute input/output gain 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 пассивности.

  • Minimum input passivity index

    Введите целевое значение ν в текстовое поле. Чтобы применить избыток пассивности при заданных входах, установите ν > 0. Чтобы допустить нехватку пассивности, установите ν < 0. По умолчанию цель пассивности применяет ν = 0, пассивно на входах без необходимого превышения пассивности.

  • Minimum output passivity index

    Введите целевое значение ρ в текстовое поле. Чтобы применить избыток пассивности на заданных выходах, установите ρ > 0. Чтобы допустить нехватку пассивности, установите ρ < 0. По умолчанию цель пассивности принудительно применяет ρ = 0, пассивно на выходах без необходимого превышения пассивности.

  • 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.

  • 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 Passivity Goal, для передаточной функции с обратной связью G (s, x) от заданных входов к заданным выходам, f (x) задается:

f(x)=R1+R/Rmax,Rmax=106.

R - относительный индекс сектора (см. getSectorIndex) [G (s, x); I], для сектора, представленного :

Q=(2ρII2ν),

где ρ - минимальный индекс пассивности выхода, а ν - минимальный индекс пассивности входа, заданный в диалоговом окне. R max зафиксировано на 106, включено, чтобы избежать числовых ошибок для очень больших R.

Эта цель настройки накладывает неявное ограничение минимальной фазы на передаточную функцию G + I. Нули передачи G + I являются 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.

Похожие темы

Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте