TuningGoal.MaxLoopGainclass

包:TuningGoal

最大的环路增益约束控制系统调优

描述

使用TuningGoal.MaxLoopGain执行一个最大的环路增益和预期在特定频段碾轧。使用这种调优目标与控制系统调优命令等systune或looptune。

这种调优目标强加一个最大增益开环频率响应(l在你的控制系统)在指定的位置。您指定的最大开环增益作为频率的函数(一个最大值获取配置文件)。对于MIMO反馈循环,获得指定配置文件被解释为一个上界的最大奇异值l。

当你调整一个控制系统,最大增益概要文件转换为最大增益限制互补灵敏度函数,T)=l/ (我+l)。

下面的图显示了一个典型的指定最大增益概要(虚线)和产生的调谐回路增益,l(蓝线)。阴影区域代表获得配置文件值禁止这调优的目标。这个数字显示,当l远小于1,最大收益T是一个很好的代理最大的开环增益。

TuningGoal.MaxLoopGain和TuningGoal.MinLoopGain仅指定高增益在某些频段或低增益约束。当你使用这些优化目标,systune和looptune确定最佳循环交叉附近的形状。当循环交叉附近的形状是简单或理解(如积分作用),您可以使用TuningGoal.LoopShape指定目标回路的形状。

建设

要求的事情= TuningGoal.MaxLoopGain (位置,loopgain)创建一个调优目标限制输出或分布式天线的增益反馈循环。调优目标限制了开环频率响应测量在指定地点的最大增益配置文件指定的loopgain。您可以指定最大增益轮廓平滑的传递函数或素描分段错误配置文件使用的朋友模型或补足重量的东西(鲁棒控制工具箱)命令。只有获得值小于1执行。

要求的事情= TuningGoal.MaxLoopGain (位置,fmax,gmax)指定一个最大增益的形式loopgain = K / s(积分作用)。软件选择K这样获得价值gmax在指定的频率,fmax。

输入参数

`位置`	最大的位置开环增益是受限的,指定为一个特征向量或单元阵列特征向量识别一个或多个位置控制系统的优化。什么loop-opening位置可用取决于你是什么样的系统调优: 如果你是优化模型金宝app^®模型的控制系统,您可以使用任何线性模型中分析点标记,或任何线性分析在一个点`slTuner`(金宝app仿真软件控制设计)与模型相关的接口模型。金宝app使用`addPoint`(金宝app仿真软件控制设计)添加分析指出`slTuner`接口。例如,如果`slTuner`接口包含一个分析点`u`,你可以使用`“u”`指当创建优化的目标。使用`getPoints`(金宝app仿真软件控制设计)获得可用的分析点的列表`slTuner`接口模型。如果你是调优广义状态空间(`一族`)模型的控制系统,您可以使用任何`AnalysisPoint`位置控制系统模型。例如,下面的代码创建了一个π与核电站的一个分析点输入回路`“u”`。美联社= AnalysisPoint (“u”);G =特遣部队(1,2 [1]);C = tunablePID (“C”,“π”);T =反馈(G 美联社 C, 1); 当创建优化的目标,可以使用`“u”`参考分析核电站的输入点。使用`getPoints`获得可用的分析点列表中`一族`模型。如果`位置`是loop-opening位置的单元阵列,然后最大增益要求适用于MIMO循环。
`loopgain`	最大的开环增益作为频率的函数。您可以指定`loopgain`作为一个平滑的输出传递函数(`特遣部队`,`zpk`,或`党卫军`模型)。或者,您可以勾勒出一个分段获得配置文件使用`的朋友`模型或`补足重量的东西`(鲁棒控制工具箱)命令。例如,下面的`的朋友`模型指定的最大增益1 (0 dB)在rad / s,滚动的速度-20 dB / 12月10 rad / s,和一个-40 dB / 12月在更高的频率。 loopgain =朋友([1 1 e 1 1 e - 3], [1 100]);bodemag (loopgain) 当您使用一个`的朋友`模型来指定`loopgain`,软件自动映射您的概要文件到指定`zpk`模型。这个模型的大小接近所需的概要文件。使用`viewGoal(要求)`情节的大小`zpk`模型。只有获得值小于1执行。对于多输入,多输出(MIMO)反馈循环,获得概要文件碾轧解读为最低要求,这是一个最大的奇异值上限`l`。关于奇异值的更多信息,请参阅`σ`。如果你是调优在离散时间(也就是说,使用`一族`模型或`slTuner`接口和非零`Ts`),您可以指定`loopgain`作为一个相同的离散时间模型`Ts`。如果您指定`loopgain`在连续时间,优化软件可获得它。指定环路增益在离散时间给你更多的控制环路增益在奈奎斯特频率附近。
`fmax`	最大增益的频率`gmax`,指定为一个标量值在rad / s。使用这个参数指定最大收益的形式`loopgain = K / s`(积分作用)。软件选择`K`这样获得价值`gmax`在指定的频率,`fmax`。
`gmax`	最大增益发生的价值`fmax`,指定为一个标量绝对值。使用这个参数指定最大收益的形式`loopgain = K / s`(积分作用)。软件选择`K`这样获得价值`gmax`在指定的频率,`fmax`。

属性

`MaxGain`	最大的开环增益作为频率的函数,指定为一个输出`zpk`模型。软件自动地图输入参数`loopgain`到一个`zpk`模型。这个的大小`zpk`模型接近所需的概要文件。另外,如果你使用`fmax`和`gmax`参数指定获得资料,该属性被设置为`K / s`。软件选择`K`这样获得价值`gmax`在指定的频率,`fmax`。使用`viewGoal(要求)`绘制开环最大增益的大小。
`焦点`	频带的调优的目标是执行,指定为一个行向量的形式`(最小,最大)`。设置`焦点`财产限制的执行调优目标特定的频段。表达这个值在频单元控制系统模型的优化(rad /`TimeUnit`)。例如,假设`要求的事情`是一个优化目标之间你想仅适用于1和100 rad / s。限制这个乐队的调优目标,使用以下命令: 要求的事情。专注= [1100]; 默认值:`[0,正]`持续时间;`[0,π/ Ts]`离散时间,`Ts`是时间模型样本。
`稳定`	稳定性要求闭环动态,指定为1 (`真正的`)或0 (`假`)。当`稳定`是`真正的`稳定,这要求指定的反馈回路,以及实施获得或loop-shape需求。集`稳定`来`假`如果不需要指定循环稳定或无法实现。默认值:1 (`真正的`)
`LoopScaling`	切换为自动扩展循环信号,指定为`“上”`或`“关闭”`。在多环或MIMO控制系统,自动反馈通道是新平衡非对角的条款的开环传递函数(循环交互条款)。集`LoopScaling`来`“关闭”`禁用比例和形状们这样的开环反应。默认值:`“上”`
`位置`	位置约束最小环路增益,指定为一个单元阵列特征向量识别一个或多个分析分控制系统调优。例如,如果`位置= {' u '}`,调优目标评估分析点的开环响应测量`“u”`。如果`位置= {u1, u2的}`,调优目标评估天线系统开环响应测量分析点`‘u1’`和`“u2”`。的值`位置`的属性设置`位置`输入参数当您创建优化的目标。
`模型`	应用模型的优化目标,指定为一个向量的指数。使用`模型`房地产当调优控制系统模型的数组`systune`,执行调优目标数组中模型的一个子集。例如,假设您想应用调优的目标,`要求的事情`、第二、第三和第四模型在一个数组传递给模型`systune`。限制的执行调优目标,使用以下命令: 要求的事情。模型= 2:4; 当`模型=南`适用于所有优化目标模型。默认值:`南`
`开口`	反馈回路打开当评估优化目标,指定为一个单元阵列特征向量识别loop-opening位置。调优的目标是评估针对开环配置由开放位置您识别反馈循环。如果您使用的是调优目标优化控制系统仿真软件模型,金宝app`开口`可以包括任何线性分析点模型中,或任何线性分析点的`slTuner`(金宝app仿真软件控制设计)与模型相关的接口模型。金宝app使用`addPoint`(金宝app仿真软件控制设计)添加分析分和循环的开口`slTuner`接口。使用`getPoints`(金宝app仿真软件控制设计)获得可用的分析点的列表`slTuner`接口模型。如果您使用的是调优目标优化广义状态空间(`一族`)模型的控制系统`开口`可以包括任何`AnalysisPoint`位置控制系统模型。使用`getPoints`获取列表中可用的分析点`一族`模型。例如,如果`机会= {u1, u2的}`,然后用循环调优的目标是评估分析点开放`u1`和`u2`。默认值:`{}`
`的名字`	调优目标名称,指定为一个特征向量。例如,如果`要求的事情`是一个优化目标: 要求的事情。的名字='LoopReq'; 默认值:`[]`

例子

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最大的环路增益调优的目标

打开生活的脚本

创建一个优化目标,限制了最大一个反馈回路的开环增益到指定的配置文件。

假设你是优化的控制系统loop-opening位置确定PILoop。限制在这个位置开环增益测量1 (0 dB)在rad / s,滚动的速度-20 dB / 12月10 rad / s,和一个-40 dB / 12月在更高的频率。使用一个的朋友模型草图这个概要文件。

loopgain =朋友([1 1 e 1 1 e - 3], [1 100]);要求= TuningGoal.MaxLoopGain (“PILoop”,loopgain);

软件转换loopgain成一个光滑函数的频率接近piecewise-specified获得配置文件。显示调优目标使用viewGoal。

viewGoal(要求)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含一个类型的对象。这些对象代表马克斯环路增益,T。

虚线显示指定的概要文件。调优的目标是违反的阴影区域表示,除了获得值大于1不执行。因此,这只调优目标指定最小碾轧利率1 rad / s以上频率。

您可以使用要求的事情作为一个输入looptune或systune当优化控制系统。然后使用viewGoal(点播,T)比较调谐回路增益中指定的最小增益调优目标T代表了调谐控制系统。

积分在单一频率最大增益指定为增益值

打开生活的脚本

创建一个指定的调优目标最大的环路增益形式l=K/年代。最大增益的值达到-20分贝(0.01)在100 rad / s。

要求= TuningGoal.MaxLoopGain (“X”100年,0.01);viewGoal(要求)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含一个类型的对象。这些对象代表马克斯环路增益,T。

viewGoal确认指定的调优的目标是正确的。您可以使用此调优目标优化控制系统,loop-opening位置确定为“X”。忽略因为环路增益值大于1,这一要求指定一个滚边20 dB /十年以上rad / s,没有限制的环路增益低于频率。

虽然获得指定配置文件(虚线)是一个纯积分器,数字的原因,期间获得配置文件执行调优水平非常高的频率,所述算法。看到正规化获得资料,扩大轴的调优目标的阴谋。

xlim ([10 ^ 2 ^ 4]) ylim([20] -80年,)

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含一个类型的对象。这些对象代表马克斯环路增益,T。

阴影部分反映了修改获得配置文件。

内循环环路增益需求不稳定约束

打开生活的脚本

创建需求,指定一个最小环路增益为20 dB(100)在50岁rad / s和最大环路增益为-20分贝(0.01)在1000 rad / s内循环下面的控制系统。

创建最大和最小环路增益要求。

RMinGain = TuningGoal.MinLoopGain (“X2”,50100);RMaxGain = TuningGoal.MaxLoopGain (“X2”1000年,0.01);

配置需求申请的环路增益与外层循环打开内循环测量。

RMinGain。开口=X1的;RMaxGain。开口=X1的;

设置Req.Openings告诉调优算法执行循环开放的要求在指定的位置。外层循环开放,要求仅适用于内部循环。

默认情况下,优化使用TuningGoal.MinLoopGain或TuningGoal.MaxLoopGain强加一个稳定性要求以及最小或最大的环路增益。实际上,在一些控制系统是不可能达到一个稳定的内循环。在这种情况下,删除设置的内循环的稳定性要求稳定财产假。

RMinGain。稳定= false;RMaxGain。稳定= false;

当你调整使用的这些需求,优化算法仍然对整体优化控制系统稳定性的要求,而不是仅在内部循环。

提示

这个调优目标强加了一个隐式约束闭环测量灵敏度函数的稳定性位置评估循环打开,点确定开口。这个隐式约束的动力学影响稳定的动力学调优目标。的MinDecay和MaxRadius选项的systuneOptions对这些隐式约束动力学控制范围。如果优化不能满足默认的边界,或者默认的边界冲突与其他需求,使用systuneOptions更改这些默认值。

算法

当你调整控制系统使用TuningGoal,软件优化的目标转换成规范化的标量值f(x)。在这里,x是免费的(可调)的矢量控制系统参数。软件然后调整参数值最小化f(x)或开车f(x)低于1如果调优的目标是硬约束。

为TuningGoal.MaxLoopGain,f(x)是由:

$f (x) = {为 W_{T} (D^{- 1} T D) 为}_{\infty} 。$

在这里,D是一个对角比例(MIMO循环)。T是互补的灵敏度函数位置。W_T是一个频率加权函数来自最大的环路增益,MaxGain。这个函数的增益大致匹配1 / MaxGain值从-60分贝20分贝。数值的原因,这个范围外的权重函数的水平了,除非指定的剖面变化斜率这个范围之外。这种调节称为正则化。因为波兰人W_T接近年代= 0或年代=正可能会导致糟糕的数字调节systune优化问题,它不推荐指定配置文件非常低频或高频动力学。

获得W_T使用:

WT = getWeight(点播,Ts)

在哪里要求的事情是调优目标,Ts是你调的样品时间(t = 0持续时间)。更多信息关于正则化及其影响,明白了可视化优化目标。

虽然T是一个闭环传递函数,开车f(x)< 1相当于执行一个上界开环传输,l,在一个频段的增益l小于1。知道为什么,注意T=l/ (我+l)。的输出循环,当|l| < < 1,|T|≈|l|。因此,实施开环最大增益要求,|l| < 1 / |W_T|,相当于执行|W_TT| < 1。MIMO循环,类似的推理应用| |T| |≈σ_马克斯(l),在那里σ_马克斯是最大的奇异值。