Задайте установившуюся рабочую точку для анализа чувствительности

Что такое установившаяся рабочая точка?

Рабочая точка динамической системы задает состояния и входные сигналы корневого уровня модели в определенное время. Для примера в модели автомобильного двигателя такие переменные, как скорость вращения двигателя, угол дросселя, температура двигателя и окружающие атмосферные условия, обычно описывают рабочую точку.

Установившаяся рабочая точка модели, также называемая условием равновесия или обрезки, включает переменные состояния, которые не изменяются со временем.

Модель может иметь несколько установившихся рабочих точек. Для примера подвесной демпфированный маятник имеет две установившиеся рабочие точки, в которых положение маятника не изменяется со временем. Стабильная установившаяся рабочая точка возникает, когда маятник висит прямо вниз. Когда положение маятника слегка отклоняется, маятник всегда возвращается к равновесию. Другими словами, небольшие изменения в рабочей точке не заставляют систему покидать область хорошего приближения вокруг значения равновесия.

При использовании поиска оптимизации для вычисления рабочих точек для нелинейных систем ваши начальные предположения для состояний и входных уровней должны быть рядом с желаемой рабочей точкой, чтобы гарантировать сходимость.

При линеаризации модели с несколькими установившимися рабочими точками важно иметь правую рабочую точку. Например, линеаризация модели маятника вокруг стабильной установившейся рабочей точки производит стабильную линейную модель, в то время как линеаризация вокруг нестабильной установившейся рабочей точки производит нестабильную линейную модель.

Для получения дополнительной информации о рабочих точках смотрите Что такое рабочая точка? (Simulink Control Design) и что такое установившаяся рабочая точка? (Simulink Control Design).

Настройка установившейся рабочей точки

В этом разделе показано, как установить установившуюся рабочую точку в Sensitivity Analyzer. Чтобы улучшить подгонку между моделью и измеренными данными, модель должна быть установлена в установившемся состоянии, когда параметры оцениваются.

Откройте Sensitivity Analyzer и настройте требования с помощью шагов, описанных в Идентификация ключевых параметров для оценки (GUI).
На панели инструментов нажмите Options и выберите Operating Point Options из раскрывающегося меню.
Откроется следующее Operating Point окно.

Опция Evaluate at steady-state проверяется по умолчанию, когда вы открываете диалоговое окно рабочей точки. Выберите соответствующее требование для изменения параметров из Requirement: раскрывающееся меню. Используйте States, Inputs и Outputs вкладки, чтобы задать известные параметры, границы и отклонения. Для образца существует одно состояние на приведенном выше рисунке. Используйте диалоговое окно рабочей точки, чтобы указать, что это состояние должно рассматриваться как неизвестное, и оно должно быть установлено в устойчивое состояние. Во время анализа чувствительности расчет рабочей точки будет изменять это состояние, чтобы установить его в установившемся состоянии.
Можно также синхронизировать спецификации рабочих точек из Simulink^® модель или другое требование с использованием Sync with specification from: раскрывающийся список. После выбора нажмите кнопку, чтобы скопировать параметры.
Программное обеспечение Simulink Design Optimization™ использует методы оптимизации для поиска рабочих точек в модели. Используйте вкладку Options диалогового окна, чтобы задать эти методы оптимизации. Эти опции задают алгоритм оптимизации, допуски и условия остановки. Например, опция Gradient descent with projection часто используется для нахождения рабочей точки для систем, которые используют физическое моделирование. Для получения дополнительной информации нажмите кнопку.
Определив параметры рабочей точки, продолжите рабочий процесс анализа чувствительности, как описано в Identify Key Parameters for Estimation (GUI).

Документация