Model Reference Adaptive Control
Вычислите действия управления, чтобы заставить управляемую систему отследить образец модели
- Библиотека:
Simulink Control Design
Описание
Блок Model Reference Adaptive Control вычисляет действия управления, чтобы заставить состояния неопределенной управляемой системы отследить состояния идеального образца модели.
Контроллер MRAC вычисляет использование действий управления:
Модель внешних возмущений и неопределенности в системе, которой управляют.
Усиления обратной связи, которые связывают состояние управляемой системы к управляющему сигналу.
Усиления прямого распространения, которые связывают опорный сигнал с управляющим сигналом.
На основе ошибки отслеживания контроллер может адаптировать параметры возмущения и усилений в режиме реального времени.
Для получения дополнительной информации смотрите Адаптивное управление Моделью - ссылкой.
Порты
Входной параметр
r — Опорный сигнал
скалярный сигнал | векторный сигнал
Обеспечьте опорный сигнал для управляемой системы, чтобы следовать.
state — Управляемое системное состояние
векторный сигнал
Обеспечьте вектор текущего состояния от управляемой системы.
phi — Функции возмущения
векторный сигнал | матричный сигнал
Можно обеспечить пользовательские функции возмущения с помощью входного порта phi.
Зависимости
Чтобы включить этот входной порт, установите параметр Feature type на Use External Source for Feature.
Вывод
u — Вход Control
скалярный сигнал | матричный сигнал
Соедините входной сигнал управления с входом управляемой системы. Вход управления является векторным сигналом с длиной, равной количеству входных параметров управления в управляемой системе.
u_ad — Воздействие и оценка неопределенности
скалярный сигнал | матричный сигнал
Оценка воздействия и неопределенности является продуктом функций возмущения и вектора веса возмущения. Можно использовать этот сигнал сравнить предполагаемое возмущение с фактическими воздействиями в системе.
Зависимости
Чтобы включить этот выходной порт, выберите параметр Output disturbance/uncertainty estimate.
Параметры
Система
Задайте динамика образца модели и номинал.
A — Номинальная модель утверждает матрицу
0
Задайте матрицу состояния для номинальной модели как N-by-N матрица, где N является количеством состояний в управляемой системе.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'A' |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: квадратная матрица |
Значение по умолчанию:
'0' |
B — Номинальная модель управляет эффективной матрицей
1
Задайте управление эффективная матрица номинальной модели как ненулевой N-by-M матрица, где N является количеством состояний в управляемой системе, и M является количеством входных параметров управления в управляемой системе.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'B' |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: вектор | матрица |
Значение по умолчанию:
'1' |
Am — Матрица состояния образца модели
-1
Задайте матрицу состояния для образца модели матрица с теми же размерностями как параметр A. Для устойчивого образца модели Am должен быть матрицей Гурвица, для которой каждое собственное значение должно иметь строго отрицательную действительную часть.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'Am' |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: квадратная матрица |
Значение по умолчанию:
'-1' |
Bm — Управление образцом модели эффективная матрица
1
Задайте управление эффективная матрица образца модели как ненулевая матрица с теми же размерностями как параметр B.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'Bm' |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: вектор | матрица |
Значение по умолчанию:
'[0;4]' |
Управляйте усилениями
Задайте начальную обратную связь и усиления прямого распространения для соответствия модели. Можно сконфигурировать блок, чтобы обновить эти коэффициенты усиления управления и настроить соответствующие скорости обучения.
Feedback gains — Обратная связь получает для соответствия модели
0
Начальные значения усиления обратной связи. Если вы не выбираете параметр Adapt feedback gains, то контроллер содержит заданные усиления обратной связи в этих начальных значениях.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'kx' |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: конечный скаляр | матрица конечных значений |
Значение по умолчанию:
'0' |
Adapt feedback gains — Опция, чтобы адаптировать усиления обратной связи
on (значение по умолчанию) | off
Когда вы выбираете этот параметр, контроллер адаптирует усиления обратной связи на основе различия между состояниями управляемой системы и образца модели.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'FBLrEnable' |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'on' | 'off' |
Значение по умолчанию:
'on' |
Learning rate (gamma_x) — Скорость обучения для адаптации усилений обратной связи
1
Используйте этот параметр, чтобы управлять уровнем, на котором контроллер адаптирует усиления обратной связи. Большие повышения стоимости размер обновлений усиления.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'gamma_kx' |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: конечная положительная скалярная величина |
Значение по умолчанию:
'2' |
Use learning modification — Опция, чтобы позволить изучить модификацию для обновления обратной связи получает скорость обучения
on (значение по умолчанию) | off
Чтобы добавить робастность в более высоких усилениях, выберите эту опцию, чтобы добавить термин импульса в обновления усиления обратной связи. Сконфигурируйте модификацию изучения на вкладке Learning Modification.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'FBLrEnableMod' |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'on' | 'off' |
Значение по умолчанию:
'on' |
Feedforward gains — Feedforward получает для соответствия модели
0
Начальные значения усиления прямого распространения. Если вы не выбираете параметр Adapt feedforward gains, то контроллер содержит заданные усиления прямого распространения в этих начальных значениях.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'kr' |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: конечный скаляр | матрица конечных значений |
Значение по умолчанию:
'0' |
Adapt feedforward gains — Опция, чтобы адаптировать усиления прямого распространения
on (значение по умолчанию) | off
Когда вы выбираете этот параметр, контроллер адаптирует усиления прямого распространения на основе различия между состояниями управляемой системы и образца модели.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'FFLrEnable' |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'on' | 'off' |
Значение по умолчанию:
'on' |
Learning rate (gamma_r) — Скорость обучения для адаптации усилений прямого распространения
1
Используйте этот параметр, чтобы управлять уровнем, на котором контроллер адаптирует усиления прямого распространения. Большие повышения стоимости размер обновлений усиления.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'gamma_kr' |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: конечная положительная скалярная величина |
Значение по умолчанию:
'2' |
Use learning modification — Опция, чтобы позволить изучить модификацию для обновления feedforward получает скорость обучения
on (значение по умолчанию) | off
Чтобы добавить робастность в более высоких усилениях, выберите эту опцию, чтобы добавить термин импульса в обновления усиления прямого распространения. Сконфигурируйте модификацию изучения на вкладке Learning Modification.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'FFLrEnableMod' |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'on' | 'off' |
Значение по умолчанию:
'on' |
Возмущение
Сконфигурируйте модель воздействия и неопределенности, используемую блоком. Во время операции блок адаптирует параметры возмущения.
Enable disturbance adaptation — Опция, чтобы включить адаптацию к системным воздействиям и неопределенности
on (значение по умолчанию) | off
Когда вы выбираете этот параметр, диспетчер использует возмущение, чтобы оценить неопределенность и внешние возмущения в управляемой системе. Контроллер адаптирует параметры возмущения на основе ошибки между состояниями управляемой системы и образца модели.
Возмущение имеет форму wTϕ (x).
ϕ (x) является характеристическим вектором возмущения. Чтобы сконфигурировать характеристический вектор, используйте параметр Feature type.
wT матрица взвешивания, которая содержит параметры возмущения. Контроллер настраивает его модель воздействия и неопределенности путем адаптации этих параметров.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'AdaptEnable' |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'on' | 'off' |
Значение по умолчанию:
'on' |
Learning rate (gamma_w) — Скорость обучения для адаптации параметров возмущения
1
Используйте этот параметр, чтобы управлять уровнем, на котором контроллер адаптирует параметры возмущения. Большие повышения стоимости размер обновлений параметра.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Enable disturbance adaptation.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'gamma' |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: конечная положительная скалярная величина |
Значение по умолчанию:
'100' |
Use learning modification — Опция, чтобы позволить изучить модификацию для обновления параметров возмущения
on (значение по умолчанию) | off
Чтобы добавить робастность в более высоких усилениях, выберите эту опцию, чтобы добавить термин импульса в обновления параметра воздействия. Сконфигурируйте модификацию изучения на вкладке Learning Modification.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Enable disturbance adaptation.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'WLrEnableMod' |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'on' | 'off' |
Значение по умолчанию:
'on' |
Channel learning rate (Q) — Скорость обучения канала используется для решения Ляпунова
1
Скорость обучения канала Q является матрицей взвешивания для ошибок отслеживания состояния в функции Ляпунова для ошибочной динамики. Чем больше значение Q, тем быстрее ошибка отслеживания переходит к нулю. Однако большее значение Q также создает более крупные переходные процессы и менее устойчивую систему.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Enable disturbance adaptation.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'Q' |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: конечная положительная скалярная величина |
Значение по умолчанию:
'1' |
Feature type — Тип функции возмущения
State (значение по умолчанию) | Radial Basis Function | Use External Source for Feature
Выберите один из следующих типов для характеристического вектора возмущения.
State— Используйте состояния от управляемого объекта как возмущение. Эта опция может под представлять неопределенность и поэтому выполнить плохо.Radial Basis Function— Используйте Гауссовы радиальные основные функции, чтобы создать характеристический вектор.Use External Source for Feature— Добавьте входной порт phi в блок. Используйте этот порт, чтобы обеспечить ваш собственный характеристический вектор.
Для получения дополнительной информации о том, когда использовать каждый тип характеристического вектора, смотрите Особенности модели Воздействия и Неопределенности.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Enable disturbance adaptation.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'FeatureTypeOptions' |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
Radial Basis Function | State | Use External Source for Feature |
Значение по умолчанию:
Radial Basis Function |
Number of RBF centers — Количество радиальной основной функции сосредотачивается для возмущения
20
Количество радиальной основной функции (RBF) сосредотачивается, чтобы использовать в возмущении. Центры RBF равномерно расположены с интервалами через промежуток, заданный параметрами Centers max и Centers min.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Enable disturbance adaptation и установите параметр Feature type на Radial Basis Function.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'nCen' |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: положительное целое число |
Значение по умолчанию:
'20' |
Centers min — Нижний предел для радиальных центров основной функции
-1
Задайте нижние пределы для радиальных центров основной функции. Если вы задаете скалярное значение, тот же минимум используется для всех основных функций. В противном случае необходимо задать вектор с длиной, равной параметру Number of RBF centers.
Параметр Centers min должен быть меньше параметра Centers max.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Enable disturbance adaptation и установите параметр Feature type на Radial Basis Function.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'cSpanMin |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: конечный скаляр | вектор |
Значение по умолчанию:
'-1' |
Centers max — Верхний предел для радиальных центров основной функции
1
Задайте верхние пределы для радиальных центров основной функции. Если вы задаете скалярное значение, тот же максимум используется для всех основных функций. В противном случае необходимо задать вектор с длиной, равной параметру Number of RBF centers.
Параметр Centers max должен быть больше параметра Centers min.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Enable disturbance adaptation и установите параметр Feature type на Radial Basis Function.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'cSpanMax |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: конечный скаляр | вектор |
Значение по умолчанию:
'1' |
Bandwidth — Радиальное стандартное отклонение основной функции
5
Задайте стандартное отклонение для Гауссова ядра основной функции. Если вы задаете скалярное значение, то же стандартное отклонение используется для всех основных функций. В противном случае необходимо задать вектор с длиной, равной параметру Number of RBF centers.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Enable disturbance adaptation и установите параметр Feature type на Radial Basis Function.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'cSig' |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: положительная скалярная величина | вектор |
Значение по умолчанию:
'5' |
Output disturbance/uncertancy estimate — Опция, чтобы вывести оценку воздействия и неопределенности
on (значение по умолчанию) | off
Выберите этот параметр, чтобы добавить выходной порт u_ad.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, выберите параметр Enable disturbance adaptation и установите параметр Feature type на Radial Basis Function.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'adaptiveCntrlOutport' |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'on' | 'off' |
Значение по умолчанию:
'on' |
Изучение модификации
Чтобы добавить робастность в более высоких усилениях, можно изменить обновления параметра, чтобы включать термин импульса. Уравнения в разделе Parameter Update Formula показывают формулы обновления для текущей настройки блока.
Modification Methods — Метод модификации для обновления параметров
Sigma Modification (значение по умолчанию) | e-Modification | None
Выберите одну из следующих опций для вычисления термина импульса, который добавляется к обновлениям параметра.
Sigma Modification— Термин импульса является продуктом параметра веса импульса σ и текущие значения параметров.e-Modification— Масштабируйте термин импульса модификации сигмы величиной ошибочного значенияNone— Не используйте изучение модификации.
Чтобы задать σ, используйте параметр Sigma.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'modChoice' |
| Ввод: символьный вектор |
Значения:
'Sigma Modification' | 'e-Modification' | 'None' |
Значение по умолчанию:
'Sigma Modification' |
Sigma — Вес импульса для обновлений параметра
0.1
Задайте значение для термина веса импульса. Большие повышения стоимости размер параметра обновляет обновления параметра и коэффициент усиления.
Зависимости
Чтобы включить этот параметр, установите параметр Modification Methods на любой Sigma Modification или e-Modification.
Программируемое использование
Параметры блоков:
'sigma_val' |
| Ввод: символьный вектор |
| Значения: конечная положительная скалярная величина |
Значение по умолчанию:
'0.1' |
