TuningGoal.Varianceclass

包:TuningGoal

噪声放大约束控制系统调优

描述

使用TuningGoal.Variance指定一个优化目标,限制了噪声放大指定从输入到输出。噪声放大的定义是:

输出方差的平方根,unit-variance白噪声的输入
输出的均方根,unit-variance白噪声的输入
的H₂规范指定的输入到输出的传递函数,等于总能量的脉冲响应

这些定义都是不同的解释相同的数量。TuningGoal.Variance对这些量相同的限制。

您可以使用TuningGoal.Variance等与调优命令控制系统调优systune或looptune。指定该调优目标允许您调整输入白噪声的系统响应。为随机输入一个非均匀谱(有色噪声),使用TuningGoal.WeightedVariance代替。

在您创建一个优化目标,您可以进一步通过设置配置调优目标属性的对象。

建设

要求的事情= TuningGoal.Variance (inputname,outputname,maxamp)创建一个优化目标,限制了噪声放大的传递函数inputname来outputname标量值maxamp。

当你调整一个离散时间控制系统,这个调优目标假设物理设施和噪声过程是连续的。确保连续时间和离散时间调优提供一致的结果,maxamp被解释为一个约束在连续时间吗H₂规范。如果核电站和噪声过程真正独立,你想限制离散时间H₂规范价值maxamp,第三个输入参数maxamp/√(Ts),在那里Ts模型的样本的时间你是调优。

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。

maxamp

最大的噪声放大inputname来outputname,指定为一个积极的标量值。这个值指定输出方差的最大值在指定的信号outputnameunit-variance白噪声信号inputname。这个值对应于最大H₂规范从inputname来outputname。

当你调整一个离散时间控制系统,这个调优目标假设物理设施和噪声过程是连续的,并解释maxamp作为一个连续时间的边界H₂规范。这将确保连续时间和离散时间调优提供一致的结果。如果核电站和噪声过程真的是离散的,和你想要绑定的离散时间H₂规范相反,指定值maxamp/ $\sqrt{T_{年代}}$ 。T_年代模型的样本的时间你是调优。

属性

`MaxAmplification`	最大的噪声放大,指定为一个积极的标量值。这个属性指定输出方差的最大值在指定的信号`输出`unit-variance白噪声信号`输入`。这个值对应于最大H₂规范从`输入`来`输出`。的初始值`MaxAmplification`是设定的`maxamp`输入参数时构造优化目标。
`InputScaling`	输入信号比例,指定为一个向量的积极的实际价值。使用这个属性来指定每个条目的相对振幅在向量值输入信号单元的选择导致的小型和大型的信号。此信息用于规模的闭环传递函数`输入`来`输出`当调优的目标是评估。假设T(年代)的闭环传递函数`输入`来`输出`。调优的目标是评估的传递函数D_o¹T(年代)D_我。对角矩阵D_o和D_我有`OutputScaling`和`InputScaling`对角线上的值,分别。默认值,`[]`,意味着没有扩展。默认值:`[]`
`OutputScaling`	输出信号扩展,指定为一个向量的积极的实际价值。使用这个属性来指定每个条目的相对振幅在向量值输出信号在单位的选择结果的小型和大型的信号。此信息用于规模的闭环传递函数`输入`来`输出`当调优的目标是评估。假设T(年代)的闭环传递函数`输入`来`输出`。调优的目标是评估的传递函数D_o¹T(年代)D_我。对角矩阵D_o和D_我有`OutputScaling`和`InputScaling`对角线上的值,分别。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

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限制噪声放大评估一个循环

打开生活的脚本

创建一个需求,限制了放大点的方差分析AP2到输出y下面的控制系统,测量使用外循环开放。

创建一个系统的模型。为此,指定并连接数字工厂模型G1和G2,可调控制器C1和C2。还指定和连接AnalysisPoint块AP1和AP2马克的兴趣点进行分析和调优。

G1 =特遣部队(10、10 [1]);G2 =特遣部队([1 - 2],[1 0.2 10]);C1 = tunablePID (“C”,“π”);C2 = tunableGain (‘G’1);AP1 = AnalysisPoint (“AP1”);AP2 = AnalysisPoint (“AP2”);T =反馈(G1 (G2 * C2, AP2) * *反馈C1, AP1);

创建一个调优需求限制隐含的噪声放大输入与分析相关的点,AP2,输出y。

要求= TuningGoal.Variance (“AP2”,“y”,0.1);

这个约束限制了放大0.1倍。

指定的传递函数AP2来y评估与外层循环开放当调优这个约束。

要求的事情。机会= {“AP1”};

使用systune调优的自由参数T以满足指定的优化要求要求的事情。然后您可以验证调整控制系统要求使用viewGoal(点播,T)。

提示

当你使用这个为连续时间控制系统,调音调优目标systune试图执行零引线(D= 0)的传输优化目标约束。零引线是强加的,因为H₂的价值规范,因此优化目标(见算法),是无限的连续时间系统与非零引线。
systune实施零引线固定到零的所有可调参数为直通的术语。systune返回一个错误当修复这些可调参数不足以执行零引线。在这种情况下,您必须修改调优目标或控制结构,或手动修复一些系统的可调参数值,消除了引线。
当约束传递函数有几个可调模块串联,零位调整所有参数的软件的方法,有助于整体引线可能是保守的。在这种情况下,它是足以零引线的街区之一。如果你想控制哪些块有引线固定为零,您可以手动修复的引线调谐块你的选择。
修复可调参数块指定值,使用价值和免费的块的属性参数化。例如,考虑一个调谐状态块:
```
C =可调参数(“C”1、2、3);
```
在这个街区实施零引线,设置它D矩阵的值为0,并修正参数。
```
西里尔·戴彼第值= 0;西里尔·戴彼第免费的=false;
```
有关修改参数值的更多信息,请参阅控制设计块引用页面,如可调参数。
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)。向量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.Variance,f(x)是由:

$f (x) = {为 \frac{1}{MaxAmplification} T (年代, x) 为}_{2} 。$

T(年代,x)的闭环传递函数输入来输出。 ${为 \cdot 为}_{2}$ 表示H₂规范(见规范)。

对于离散时间控制系统调优,f(x)是由:

$f (x) = {为 \frac{1}{MaxAmplification \sqrt{T_{年代}}} T (z, x) 为}_{2} 。$

T_年代样本的离散传递函数吗T(z,x)。

版本历史

介绍了R2016a

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R2016a:功能从鲁棒控制工具箱

R2016a之前,此功能需要一个鲁棒控制工具箱™许可证。

另请参阅