Цель полюсов

Цель

Ограничьте динамику системы с обратной связью, заданные циклы обратной связи или заданные строения разомкнутого контура при использовании Control System Tuner.

Описание

Poles Goal ограничивает динамику всей вашей системы управления или заданных циклов обратной связи вашей системы управления. Ограничение динамики цикла обратной связи означает ограничение динамики функции чувствительности, измеренной в заданном месте в системе управления.

Используя Цель полюсов, можно задать конечную минимальную скорость затухания или минимальное демпфирование для полюсов в системе управления или заданном цикле. Можно задать максимальную естественную частоту для этих полюсов, чтобы исключить быструю динамику в настроенной системе управления.

В Control System Tuner затененная область на графике представляет область в частотный диапазон, где ограничения положения полюса не выполняются.

Чтобы ограничить динамику или обеспечить стабильность одного настраиваемого компонента системы управления, используйте Controller Poles Goal.

Создание

На Tuning вкладке Control System Tuner выберите New Goal > Constraint on closed-loop dynamics, чтобы создать цель полюсов.

Эквивалентный код командной строки

При настройке систем управления в командной строке используйте TuningGoal.Poles для задания цели подавления помех.

Строение обратной связи

Этот раздел диалогового окна используется для определения фрагмента системы управления, для которой требуется ограничить динамику. Можно также задать местоположения открытия контура для оценки цели настройки.

  • Entire system

    Выберите эту опцию, чтобы ограничить местоположение полюсов с обратной связью системы управления.

  • Specific feedback loop(s)

    Выберите эту опцию, чтобы задать один или несколько циклы обратной связи для ограничения. Задайте цикл обратной связи путем выбора местоположения сигнала в вашей системе управления. Цель полюсов ограничивает динамику функции чувствительности, измеренной в этом месте. (См. getSensitivity для получения информации о функциях чувствительности.)

    Чтобы ограничить динамику цикла SISO, выберите одно значение местоположения. Для примера ограничить динамику функции чувствительности, измеренной в местоположении с именем 'y', нажмите Add signal to list и выберите 'y'. Чтобы ограничить динамику цикла MIMO, выберите несколько сигналов или векторный сигнал.

  • Compute poles 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.

Расположение полюса

Этот раздел диалогового окна позволяет задать пределы расположения полюсов.

  • Minimum decay rate

    Введите целевую минимальную скорость затухания для системных полюсов. Полюса системы с обратной связью, которые зависят от настраиваемых параметров, ограничены, чтобы удовлетворить   Re(s) < -MinDecay для систем в непрерывном времени или log(|z|) < -MinDecay*Ts для систем в дискретном времени с шагом расчета Ts. Это ограничение помогает гарантировать стабильную динамику в настроенной системе.

    Введите 0, чтобы не накладывать ограничения на скорость затухания.

  • Minimum damping

    Введите минимальное целевое демпфирование полюсов с обратной связью настроенной системы как значение от 0 до 1. Полюса системы с обратной связью, которые зависят от настраиваемых параметров, ограничены, чтобы удовлетворить   Re(s) < -MinDamping*|s|. В дискретном времени коэффициент затухания вычисляется с помощью s = log(z)/Ts.

    Введите 0, чтобы не накладывать ограничения на коэффициент затухания.

  • Maximum natural frequency

    Введите целевую максимальную естественную частоту полюсов настроенной системы, в модули системной модели управления, которую вы настраиваете. Когда вы настраиваете систему управления, используя это требование, полюса системы с обратной связью, которые зависят от настраиваемых параметров, ограничены, чтобы удовлетворить   |s| < MaxFrequency для систем в непрерывном времени или |log(z)| < MaxFrequency*Ts для систем в дискретном времени с шагом расчета Ts. Это ограничение препятствует быстрой динамике в системе управления.

    Введите Inf не накладывать ограничения на естественную частоту.

Опции

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

  • 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.

    Цель полюсов применяется только к полюсам с естественной частотой в область значений, которую вы задаете.

  • 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 Poles Goal f (x) отражает относительное удовлетворение или нарушение цели. Например, если ваша Цель Полюсов ограничивает полюсы с обратной связью контура обратной связи минимальным демпфированием, равным

  • f (x) = 1 означает, что наименьшее демпфирование среди полюсов с ограничениями составляет

  • f (<reservedrangesplaceholder0>) = 1.1 означает самое маленькое демпфирование ζ = 0.5/1.1 = 0.45, примерно на 10% меньше, чем цель.

  • f (<reservedrangesplaceholder0>) = 0.9 означает самое маленькое демпфирование ζ = 0.5/0.9 = 0.55, примерно на 10% лучше, чем цель.

Похожие темы