优化设计,以满足时域和频域的需求(GUI)
这个例子展示了如何调优一个控制器来满足时域和频域设计要求使用响应优化器。
例子需要仿真软件®™软件控制设计。金宝app
飞机纵向飞行控制模型
打开仿真软件模型。金宝app
sys =“sdoAircraft”;open_system(系统);
这架飞机模型是基于仿真软件金宝appslexAircraftExample模型。该模型包括:
飞机动力学模型的子系统(
飞机动力学模型),狂风(德莱顿风速模型)和飞行员除此之外(飞行员重力计算)。
一个阶跃变化应用到飞机操纵杆在1秒到模拟导致飞机向上倾斜。
控制器设计问题
你调整控制器收益符合下列时域和频域设计要求:
迎角
α反应的阶跃变化操纵杆的上升时间小于1秒,超调不到1%,稳定在1%的稳定状态在不到5秒
Pitch-rate控制回路具有良好的跟踪以下1 rad / s和20分贝噪音抑制高于100 rad / s
闭环反应操纵杆驾驶重力低于0分贝以上5 rad / s。
这些需求减少高频重力飞行员为了应对操纵杆经历改变,同时仍然保持飞行性能。
从仿真软件模型包括以下模块(®设计优化™和仿真软件控制设计模型验证库):金宝app
α响应指定了α阶跃响应的要求。
沥青循环率指定pitch-rate性能需求。
输入/输出线性化已经选定的线性化选项卡。pitch-rate循环从控制器的输入(控制器误差信号)和结束pitch-rate传感器的输出。攻角回路打开信号,以便阻止只计算pitch-rate循环反应。的线性系统在仿真计算时间0。
的界限选项卡指定以下pitch-rate回路形状要求:
大于20 dB范围0.01 rad 0.1 rad / s / s
大于0的dB / 0.1 rad /秒范围1 rad / s
小于-20分贝的范围100 rad / s - 1000 rad / s
飞行员G的反应指定了重力的要求。
输入/输出线性化已经选定的线性化选项卡。的线性系统在仿真计算时间0。
的界限标签指定了重力需求小于0分贝的范围100 rad rad / s / s。
打开响应优化器
打开响应优化器交互式地配置和运行优化设计问题。点击响应优化块参数对话框α响应,沥青循环率或飞行员G的反应块。另外,类型sdotool (“sdoAircraft”)。显示多个要求情节同时使用视图选项卡中应用。
应用程序检测到需求中指定的模型验证模块和自动包括满足他们需求。
指定设计变量
指定以下模型参数作为优化设计变量:
控制器增益
Ki和Kf
Pitch-rate传感器获得
Kq
α传感器获得
卡
在设计变量设置下拉列表中,选择新。打开一个对话框来选择模型参数优化。
选择Ki,Kf,Kq和卡。单击< <添加选中的参数设计变量集。
指定最小和最大增益值,Ki和Kf值必须是消极的卡和Kq必须保持积极。
新闻输入在你输入的值。
点击好吧。一个新的变量DesignVars出现在响应优化器浏览器。
评估的初步设计
点击图模型反应模拟模型和检查最初的设计如何满足设计要求。
故事情节表明当前设计不满足飞行员重力要求和违反了α阶跃响应超调要求。
优化设计
创建一个图来显示如何修改控制器变量在优化。在数据图下拉列表中,选择DesignVars,其中包含优化设计变量Ki,Kf,Kq和卡。在添加图下拉列表中,选择迭代的阴谋。
点击优化。
加载配置文件和运行优化,点击开放在响应优化选项卡并选择sdoAircraft_sdosession.mat。另外加载项目通过键入:
> >加载sdoAircraft_sdosession
> > sdotool (SDOSessionData)
在每个迭代和优化进度窗口更新显示,优化聚合后5次迭代。
的α响应和飞行员G的反应情节表明满足设计要求。的DesignVars情节显示控制器增益聚集到新值。
查看优化设计变量值,单击DesignVars在响应优化器浏览器。优化设计变量的值在仿真软件中自动更新模型。金宝app
%关闭模式bdclose (“sdoAircraft”)
