Цель чувствительности
Цель
Ограничьте чувствительность циклов обратной связи к нарушениям порядка, при использовании Control System Tuner.
Описание
Цель чувствительности ограничивает чувствительность цикла обратной связи нарушениями порядка. Вы задаете максимальную чувствительность как функцию от частоты. Ограничьте чувствительность, чтобы быть меньше, чем одна на частотах, где вам нужно хорошее подавление помех.
Чтобы задать цель чувствительности, задайте одно или несколько местоположений, в которых можно ограничить чувствительность. Вы также обеспечиваете частотно-зависимую максимальную чувствительность как числовую модель LTI, величина которой представляет желаемую чувствительность как функцию частоты.
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.
Если вы предпочитаете задать ослабление нарушения порядка в конкретном месте, а не чувствительность к нарушению порядка, можно использовать Цель Подавления помех.
Создание
На вкладке Tuning Control System Tuner выберите New Goal > Sensitivity of feedback loops, чтобы создать Цель Чувствительности.
Эквивалентный код командной строки
При настройке систем управления в командной строке используйте TuningGoal.Sensitivity для задания цели подавления помех.
Оценка чувствительности
Используйте этот раздел диалогового окна, чтобы задать местоположения сигналов, в которых можно вычислить чувствительность к нарушениям порядка. Можно также задать местоположения открытия контура для оценки цели настройки.
Measure sensitivity at the following locations
Выберите в модели одно или несколько местоположений сигнала, в которых можно измерить чувствительность к нарушению порядка. Чтобы ограничить ответ SISO, выберите одно место. Например, чтобы ограничить чувствительность 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.
Граница чувствительности
Задайте максимальную чувствительность как функцию от частоты.
Введите числовую модель LTI SISO, величина которой представляет желаемую связанную чувствительность как функцию частоты. Для примера можно задать плавную передаточную функцию (tf, zpk, или ss модель). Также можно нарисовать кусочно-максимальную чувствительность с помощью frd модель. Когда вы делаете это, программное обеспечение автоматически преобразует профиль в плавную передаточную функцию, которая аппроксимирует необходимую чувствительность. Для примера, чтобы задать чувствительность, которая скатывается вверх с 20 дБ в десятилетие и уровнями выше 1 рад/с, введите frd([0.01 1 1],[0.001 0.1 100]).
Если вы настраиваете в дискретном времени, можно задать профиль максимальной чувствительности как модель в дискретном времени с тем же временем дискретизации, как вы используете для настройки. Если вы задаете профиль чувствительности за непрерывное время, программа настройки дискретизирует его. Установка профиля в дискретном времени дает вам больше контроля над профилем около частоты Найквиста.
Опции
Используйте этот раздел диалогового окна, чтобы задать дополнительные характеристики цели чувствительности.
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.Equalize cross-channel effects
Для требований к чувствительности мультицикл или MIMO каналы обратной связи автоматически перерассчитываются, чтобы выровнять вне-диагональные (циклическое взаимодействие) условия в передаточная функция без разомкнутого контура. 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 Sensitivity Goal f (x) определяется:
или его эквивалент в дискретном времени. Здесь S (s, x) является функцией чувствительности с обратной связью, измеренной в местоположении, заданном в цели настройки. обозначает H ∞ норму (см norm). WS является функцией взвешивания частот, полученной из заданного профиля чувствительности. Коэффициент усиления WS примерно совпадает с обратным значением заданного профиля 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 графики чувствительности с очень низкочастотной или очень высокочастотной динамикой. Для получения дополнительной информации о регуляризации и ее эффектах смотрите Визуализация целей настройки.
Неявное ограничение
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.