主要内容

TuningGoal.StepTrackingclass

包:TuningGoal

阶跃响应要求控制系统调优

描述

使用TuningGoal.StepTracking指定一个目标从指定的输入指定的输出阶跃响应的控制系统。使用这种调优目标与控制系统调优命令等systune或looptune。

建设

要求的事情= TuningGoal.StepTracking (inputname,outputname,refsys)创建一个调优目标约束之间的阶跃响应信号位置匹配指定一个稳定的参考系统的阶跃响应,refsys。约束条件是满足当调谐和目标之间的相对差异反应属于一个指定的公差RelGap属性的优化目标(见属性)。inputname和outputname可以描述的输出或MIMO控制系统的响应。对MIMO反应,输入的数量必须等于输出的数量。

要求的事情= TuningGoal.StepTracking (inputname,outputname,τ)指定所需的阶跃响应作为一阶响应时间常数τ:

要求的事情 .ReferenceModel = 1 / τ 年代 + 1 / τ 。

要求的事情= TuningGoal.StepTracking (inputname,outputname,τ,过度)指定所需的阶跃响应是一个二阶响应与自然周期τ、自然频率1 /τ,比例超过过度:

要求的事情 .ReferenceModel = ( 1 / τ ) 2 年代 2 + 2 ( ζ / τ ) 年代 + ( 1 / τ ) 2 。

的阻尼ζ= cos(量化(π,日志(过度/ 100)))。

输入参数

inputname

输入信号的优化目标,指定为一个特征向量,应用调优目标,单元阵列的特征向量。

  • 如果您正在使用的调优目标优化模型金宝app®控制系统的模型inputname可以包括:

    • 任何模型的输入。

    • 在模型中任何线性分析点标记。

    • 在一个任何线性分析点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。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。

    例如,假设slTuner接口包含分析点u1和u2。使用‘u1’指定这个点作为输入信号在创建优化的目标。使用{u1, u2的}指定一个双通道的输入。

  • 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inputname可以包括:

    • 任何输入的一族模型

    • 任何AnalysisPoint位置控制系统模型

    例如,如果你是调优控制系统模型,T,然后inputname可以输入的名字吗T.InputName。同样,如果T包含一个AnalysisPoint块位置命名AP_u,然后inputname可以包括“AP_u”。使用getPoints得到一个可用的分析点列表中一族模型。

    如果inputname是一个AnalysisPoint位置的广义模型,优化目标是隐含的输入信号输入相关AnalysisPoint布洛克:

关于分析分控制系统模型的更多信息,见马克的信号对控制系统的分析和设计。

outputname

输出信号的优化目标,指定为一个特征向量,输出优化目标,单元阵列的特征向量。

  • 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appoutputname可以包括:

    • 任何模型输出。

    • 在模型中任何线性分析点标记。

    • 在一个任何线性分析点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。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。

    例如,假设slTuner接口包含分析点日元和y2。使用“日元”指定这个点作为输出信号在创建优化的目标。使用{y1, y2的}指定一个双通道输出。

  • 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outputname可以包括:

    • 任何的输出一族模型

    • 任何AnalysisPoint位置控制系统模型

    例如,如果你是调优控制系统模型,T,然后outputname可以输出的名字吗T.OutputName。同样,如果T包含一个AnalysisPoint块位置命名AP_u,然后outputname可以包括“AP_u”。使用getPoints得到一个可用的分析点列表中一族模型。

    如果outputname是一个AnalysisPoint位置的广义模型,优化目标是隐含的输出信号与输出AnalysisPoint布洛克:

关于分析分控制系统模型的更多信息,见马克的信号对控制系统的分析和设计。

refsys

参考系统阶跃响应为目标,指定为一个动态系统模型,例如特遣部队,zpk,或党卫军模型。refsys必须稳定,必须有直流增益为1(零稳态误差)。

refsys可以是连续的或离散的。如果refsys是离散的,它可以包括时间延迟这被视为波兰人吗z= 0。

refsys可以再分配,它是广场,提供直流奇异值(σ)是1。如果refsys是一个MIMO模型,那么它的数量的输入和输出必须匹配的尺寸吗inputname和outputname。

为达到最佳效果,refsys还应该包括内在的系统特征,如non-minimum-phase零(负脉冲信号)。

τ

阶跃响应时间常数或自然的目标,指定为一个积极的标量。

如果你使用语法要求= TuningGoal.StepTracking (inputname outputnameτ)指定一个一阶目标响应τ响应的时间常数衰减。在这种情况下,目标的系统的阶跃响应:

要求的事情 .ReferenceModel = 1 / τ 年代 + 1 / τ 。

如果你使用语法要求= TuningGoal.StepTracking (inputname outputname,τ,过度)指定一个二阶目标响应τ是响应的固有频率的倒数。在这种情况下,目标的系统的阶跃响应:

要求的事情 .ReferenceModel = ( 1 / τ ) 2 年代 2 + 2 ( ζ / τ ) 年代 + ( 1 / τ ) 2 。

给出系统的阻尼ζ= cos(量化(π,日志(过度/ 100)))。

过度

百分比超过目标的阶跃响应,指定为一个标量值的范围(0100)。

属性

ReferenceModel

参考系统阶跃响应为目标,指定输出或MIMO状态(党卫军)模型。当您使用的调优目标优化控制系统,阶跃响应inputname来outputname调谐匹配这一目标响应在指定的公差RelGap财产。

如果你使用refsys输入参数来创建优化的目标,然后的价值ReferenceModel是党卫军(refsys)。

如果你使用τ或τ和过度输入参数,然后ReferenceModel是一个整数阶相应的一阶或二阶传递函数。

ReferenceModel必须保持稳定,单元直流增益(零稳态误差)。为达到最佳效果,ReferenceModel还应该包括内在的系统特征,如non-minimum-phase零(负脉冲信号)。

RelGap

最大相对匹配错误,指定为一个积极的标量值。这个属性指定匹配的公差之间的最大相对间隙目标和实际的一步反应。的相对差距的定义是:

差距 = 为 y ( t ) − y r e f ( t ) 为 2 为 1 − y r e f ( t ) 为 2 。

y(t)- - -y裁判(t)是响应不匹配,1 -y裁判(t)是step-tracking目标模型的误差。 为 ⋅ 为 2 表示信号的能量(2-norm)。

增加的价值RelGap放松匹配的宽容。

默认值:0.1

InputScaling

参考信号扩展,指定为一个向量的积极的实际价值。

跟踪了一种要求,当单位的选择结果在小型和大型的混合信号响应的不同渠道,使用这个属性来指定每个条目的相对振幅在向量值步骤的输入。此信息用于规模非对角的条款对跟踪误差的传递函数引用。这个比例可以确保他们测量相对于每个参考信号的振幅。

例如,假设要求的事情是一个调优目标信号吗{y1, y2的}跟踪参考信号{r1, r2的}。进一步假设您需要输出跟踪参考与交叉耦合的不到10%。如果r1和r2有类似的振幅,那么足以防止收益吗r1来y2和r2和日元低于0.1。然而,如果r1是100倍r2,获得r1来y2必须小于0.001,以确保吗r1变化y2的不到10%r2目标。为了确保这个结果,设置InputScaling属性如下。

要求的事情。我nputScaling = [100,1];

这告诉软件考虑第一参考信号是100倍第二参考信号。

默认值,[],意味着没有扩展。

默认值:[]

输入

输入信号名称指定为一个单元阵列特征向量识别输入的传递函数约束优化的目标。的初始值输入的属性设置inputname输入参数时构造优化目标。

输出

输出信号名称指定为一个单元阵列特征向量识别输出的传递函数约束优化的目标。的初始值输出的属性设置outputname输入参数时构造优化目标。

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

阶跃响应与指定的公差要求

创建一个名为要求的阶跃响应信号“r”一个信号给“y”。制约了阶跃响应传递函数相匹配H= 10 / (年代+ 10),但允许目标调谐响应之间的相对变异的20%。

H =特遣部队(10、10 [1]);要求= TuningGoal.StepResp (“r”,“y”、H);

默认情况下,这个要求允许相对间隙0.1目标和优化之间的反应。改变的相对差距为20%,设置RelGap房地产的需求。

要求的事情。RelGap = 0.2;

检查要求。

viewGoal(要求的);

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含一个类型的对象。这个对象表示满意。

虚线显示指定的目标阶跃响应这个要求。您可以使用这个需求来调整控制系统模型,T,包含有效的输入和输出位置命名“r”和“y”。如果你这样做,命令viewGoal(点播,T)块实现阶跃响应“r”来“y”比较目标响应。

一阶阶跃响应与时间常数

创建一个指定的要求一阶阶跃响应时间常数的5秒。创建要求的阶跃响应信号“r”一个信号给“y”。

要求= TuningGoal.StepResp (“r”,“y”5);

当你使用这个需求来优化控制系统模型,T,时间常数5表达的单位的控制系统。例如,如果T是一个一族模型和财产T.TimeUnit是“秒”,那么这个要求指定一个目标5秒的时间常数输入的响应“r”到输出“y”的“T”。

指定的时间常数转换为引用存储在状态空间模型ReferenceModel房地产的需求。

refsys =特遣部队(Req.ReferenceModel)
refsys = 0.2 - - - - - - - s + 0.2连续时间传递函数。

正如所料,refsys是一个一阶模型。

检查要求。的viewGoal命令显示目标响应,这是参考模型的阶跃响应。

viewGoal(要求的);

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含一个类型的对象。这个对象表示满意。

虚线显示指定的目标阶跃响应这个要求,一个一阶响应时间常数的5秒钟。

二阶阶跃响应与已知的自然时间和超调

创建一个指定了一个二阶阶跃响应需求的自然周期5秒,超过10%。创建要求的阶跃响应信号“r”一个信号给“y”。

要求= TuningGoal.StepResp (“r”,“y”、5、10);

当你使用这个需求来优化控制系统模型,T,自然周期5表达的单位的控制系统。例如,如果T是一个一族模型和财产T.TimeUnit是“秒”,那么这个要求指定一个目标5秒的自然周期输入的响应“r”到输出“y”的“T”。

指定的参数响应转换为引用存储在状态空间模型ReferenceModel房地产的需求。

refsys =特遣部队(Req.ReferenceModel)
refsys = 0.04 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - s ^ 2 + 0.2365 + 0.04连续时间传递函数。

正如所料,refsys是一个二阶模型。

检查要求。的viewGoal命令显示目标响应,这是参考模型的阶跃响应。

viewGoal(要求的);

图包含一个坐标轴对象。坐标轴对象包含一个类型的对象。这个对象表示满意。

虚线显示指定的目标阶跃响应这个要求,二阶响应超过10%的自然周期5秒钟。

有限的跟踪目标模型应用程序和额外的循环开口

创建一个优化目标,指定一个一阶阶跃响应时间常数的5秒。设置模型和开口属性进一步配置调优目标的适用性。

要求= TuningGoal.StepTracking (“r”,“y”5);要求的事情。模型= [2 3];要求的事情。机会=“远核圈”

当输入的优化控制系统“r”,一个输出“y”,一个分析的位置“远核圈”,你可以使用要求的事情作为一个输入looptune或systune。设置开口属性指定的阶跃响应“r”来“y”测量回路打开的“远核圈”。优化控制系统模型的一个数组时,设置模型属性限制调优的目标是如何应用的。在这个例子中,调优目标只适用于第二个和第三个模型在一个数组中。

提示

  • 这个调优目标强加了一个隐式稳定约束的闭环传递函数输入来输出评估循环打开,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.StepTracking,f(x)是由:

f ( x ) = 为 1 年代 ( T ( 年代 , x ) − T r e f ( 年代 ) ) 为 2 RelGap 为 1 年代 ( T r e f ( 年代 ) − 我 ) 为 2 。

T(年代,x)的闭环传递函数输入来输出与参数值x,T裁判(年代)中指定的参考模型ReferenceModel财产。 为 ⋅ 为 2 表示H2规范(见规范)。

版本历史

介绍了R2016a

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另请参阅

||(金宝app仿真软件控制设计)|(金宝app仿真软件控制设计)||||

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