调整目标，跟踪Class

包裹：TuningGoal

控制系统整定的跟踪要求

描述

使用调整目标，跟踪指定指定输入和输出之间的频域跟踪要求。该调谐目标指定最大相对误差（从参考输入到跟踪误差的增益）作为频率的函数。使用此调整目标对控制系统进行调整，调整命令如下系统或looptune．

您可以通过提供传递函数直接指定最大误差配置文件。或者，您可以指定目标DC错误、峰值错误和响应时间。将这些参数转换为描述最大频域跟踪误差的传递函数:

$MaxError = \frac{(皮克罗) s + ω_{C} (DCError)}{s + ω_{C}} ．$

在这里,ω_C是2/（响应时间）。下图说明了一组示例值的这些关系。

建设

请求=调谐目标。跟踪(输入名称,输出名,响应时间,dcerror,peakerror)创建一个调整目标请求这限制了跟踪性能输入名称来输出名在频域中。此调整目标将最大误差剖面指定为以下给定频率的函数：

$MaxError = \frac{(皮克罗) s + ω_{C} (DCError)}{s + ω_{C}} ．$

跟踪带宽ω_C= 2/响应时间. 最大相对稳态误差如下所示：dcerror,peakerror给出所有频率的峰值相对误差。

可以通过指定信号名称或包含多个信号名称的单元数组来指定MIMO跟踪需求输入名称或输出名．对于MIMO跟踪需求，使用InputScaling属性以帮助限制交叉耦合。看到性质．

请求=调谐目标。跟踪(输入名称,输出名,最大误差)指定最大相对误差作为频率的函数。您可以指定目标误差轮廓(从参考信号到跟踪误差信号的最大增益)作为一个平滑的传递函数。或者，您可以使用联邦德国模型。

输入参数

`输入名称`	调整目标的输入信号，指定为字符向量，或者，对于多个输入调整目标，指定为字符向量的单元数组。如果使用调整目标来调整Simulink金宝app^®控制系统的模型，然后`输入名称`可包括：任何模型输入。模型中标记的任何线性分析点。图中的任何线性分析点`单反调谐器`（金宝appSimulink控制设计）与Simulink模型关联的接口。金宝app使用`附加点`（金宝appSimulink控制设计）将分析点添加到`单反调谐器`接口。使用`getPoints`（金宝appSimulink控制设计）获取分析中可用的分析点列表的步骤`单反调谐器`接口到您的模型。例如，假设`单反调谐器`界面包含分析点`u1`和`u2`使用`‘u1’`在创建调优目标时将该点指定为输入信号。使用`{u1, u2的}`指定双通道输入。如果使用调整目标来调整通用状态空间(`氏族`)的控制系统模型`输入名称`可包括：任何输入`氏族`模型任何`分析点`控制系统模型中的位置例如，如果你正在调整一个控制系统模型，`T`然后`输入名称`可以是任何输入名称`T.InputName`.此外，如果`T`包含一个`分析点`块的位置命名`阿普尤`然后`输入名称`可以包括`“AP_”`使用`getPoints`获取一个列表中可用的分析点的步骤`氏族`模型。如果`输入名称`是一个`分析点`在广义模型的位置，调谐目标的输入信号是与`分析点`区块：有关控制系统模型中分析点的更多信息，请参阅为控制系统分析和设计标记感兴趣的信号．
`输出名`	调整目标的输出信号，指定为字符向量，或者，对于多个输出调整目标，指定为字符向量的单元数组。如果使用调整目标调整控制系统的Simulink模型，则金宝app`输出名`可包括：任何模型输出。模型中标记的任何线性分析点。图中的任何线性分析点`单反调谐器`（金宝appSimulink控制设计）与Simulink模型关联的接口。金宝app使用`附加点`（金宝appSimulink控制设计）将分析点添加到`单反调谐器`接口。使用`getPoints`（金宝appSimulink控制设计）获取分析中可用的分析点列表的步骤`单反调谐器`接口到您的模型。例如，假设`单反调谐器`界面包含分析点`y1`和`y2`使用`“y1”`要在创建调整目标时将该点指定为输出信号，请使用`{y1, y2的}`指定双通道输出。如果使用调整目标来调整通用状态空间(`氏族`)的控制系统模型`输出名`可包括：的任何输出`氏族`模型任何`分析点`控制系统模型中的位置例如，如果你正在调整一个控制系统模型，`T`然后`输出名`可以是中的任何输出名称`输出名称`.此外，如果`T`包含一个`分析点`块的位置命名`阿普尤`然后`输出名`可以包括`“AP_”`使用`getPoints`获取一个列表中可用的分析点的步骤`氏族`模型。如果`输出名`是一个`分析点`在广义模型的位置上，调谐目标的输出信号是与之相关的隐含输出`分析点`区块：有关控制系统模型中分析点的更多信息，请参阅为控制系统分析和设计标记感兴趣的信号．
`响应时间`	目标响应时间，指定为正标量值。跟踪带宽为ω_C= 2/`响应时间`．以要调整的模型的时间单位表示目标响应时间。例如，在调整模型时`T`,如果`T.TimeUnit`是`“分钟”`，然后以分钟表示目标响应时间。
`dcerror`	最大稳态分数跟踪误差，指定为正标量值。例如`dcerror`= 0.01设置最大稳态误差为1%。如果`输入名称`或`输出名`是向量值，`dcerror`应用于所有I/O对`输入名称`来`输出名`．违约：０．００１
`peakerror`	所有频率的最大分数跟踪误差，指定为大于1的正标量值。违约：1.
`最大误差`	目标跟踪误差轮廓作为频率的函数，指定为SISO数值LTI模型。 `最大误差`为参考信号到跟踪误差信号的最大增益。您可以指定`最大误差`作为光滑传递函数(`特遣部队`,`zpk`,或`党卫军`或者，您可以使用`联邦德国`模型。当您这样做时，软件自动将错误配置文件映射到`zpk`模型。的大小`zpk`模型近似期望的误差轮廓。使用`显示(要求)`绘制地震的震级`zpk`模型。 `最大误差`必须是SISO LTI模型。如果`输入名称`或`输出名`是单元阵列，`最大误差`应用于所有I/O对`输入名称`来`输出名`．如果你在离散时间调谐(即，使用a`氏族`模型或`单反调谐器`接口和非零`Ts`)，您可以指定`最大误差`作为一个离散时间模型，与之相同`Ts`．如果您指定`最大误差`在连续时间内，调谐软件将其离散化。在离散时间内指定误差分布，可以更好地控制奈奎斯特频率附近的误差分布。

性质

`MaxError`	最大误差作为频率的函数，表示为SISO`zpk`模型。这个属性将最大跟踪误差存储为频率的函数(从参考信号到跟踪误差信号的最大增益)。如果你使用语法`Req=TuningGoal.Tracking（inputname、outputname、maxerror）`,那么`MaxError`属性是`zpk`与您提供的LTI模型等效或近似，作为`最大误差`输入参数。如果你使用语法`Req=TuningGoal.Tracking（inputname、outputname、resptime、dcerror、peakerror）`,那么`MaxError`是一个`zpk`传递函数由下式给出： $MaxError = \frac{(皮克罗) s + ω_{C} (DCError)}{s + ω_{C}} ．$ `MaxError`是一个SISO LTI模型。如果`输入名称`或`输出名`是单元阵列，`MaxError`应用于所有I/O对`输入名称`来`输出名`．使用`显示(要求)`绘制`MaxError`．
`集中`	实施调谐目标的频带，指定为形式的行向量`[最小值，最大值]`．设定`集中`属性将调谐目标的实施限制到特定频带。用正在调谐的控制系统模型的频率单位（rad）表示此值/`TimeUnit`).例如，假设`请求`是您希望仅应用于1到100 rad/s之间的调优目标。要将调优目标限制在这个波段，请使用以下命令: 要求的事情。Focus = [1,100]; 违约：`[0，Inf]`连续时间；`[0,π/ Ts]`对于离散时间，其中`Ts`为模型样本时间。
`InputScaling`	参考信号缩放，指定为正实值向量。对于MIMO跟踪要求，当单元的选择导致响应的不同信道中的大小信号混合时，使用此属性指定向量值阶跃输入中每个条目的相对振幅。此信息用于缩放传递函数中从参考到跟踪的非对角项误差。这种比例可确保交叉耦合相对于每个参考信号的振幅进行测量。例如，假设`请求`是一个发出信号的调整目标`{y1, y2的}`轨道参考信号`{'r1'，'r2'}`. 进一步假设您需要输出跟踪交叉耦合小于10%的引用。如果`r1`和`r2`具有可比较的振幅，则足以保持增益`r1`来`y2`和`r2`和`y1`低于0.1。但是，如果`r1`是100倍大吗`r2`，获得`r1`来`y2`必须小于0.001，以确保`r1`变化`y2`少于10%的`r2`目标。要确保此结果，请设置`InputScaling`财产如下。请求输入缩放=[100,1]；这告诉软件考虑到第一个参考信号比第二个参考信号大100倍。默认值,`[]`，表示无缩放。违约：`[]`
`输入`	参考信号名称，指定为字符向量或指定要跟踪的信号名称的字符向量单元数组，由`输入名称`论点
`输出`	的输出信号名称，指定为字符向量或字符向量单元格数组，指定必须跟踪引用信号的信号名称，由`输出名`论点
`模型`	应用调优目标的模型，指定为索引向量。使用`模型`属性调整控制系统模型阵列时使用`系统`，以执行数组中模型子集的调优目标。例如，假设您想应用调优目标，`请求`，传递给模型数组中的第二个、第三个和第四个模型`系统`。要限制调整目标的实施，请使用以下命令：要求的事情。模型= 2:4; 什么时候`型号=NaN`，调整目标适用于所有型号。违约：`楠`
`开口`	评估调整目标时要打开的反馈循环，指定为标识循环打开位置的字符向量单元数组。根据通过在您标识的位置打开反馈回路而创建的开环配置来评估调整目标。如果使用调整目标调整控制系统的Simulink模型，则金宝app`开口`可以包括模型中标记的任何线性分析点，或模型中的任何线性分析点`单反调谐器`（金宝appSimulink控制设计）与Simulink模型关联的接口。金宝app使用`附加点`（金宝appSimulink控制设计）将分析点和回路洞口添加到`单反调谐器`接口。使用`getPoints`（金宝appSimulink控制设计）获取分析中可用的分析点列表的步骤`单反调谐器`接口到您的模型。如果使用调整目标来调整通用状态空间(`氏族`)的控制系统模型`开口`可以包括任何`分析点`控制系统模型中的位置。使用`getPoints`获取中可用的分析点列表的步骤`氏族`模型。例如，如果`机会= {u1, u2的}`，然后通过在分析点处打开的循环来评估优化目标`u1`和`u2`．违约：`{}`
`的名字`	优化目标的名称，指定为字符向量。例如，如果`请求`这是一个调整目标：要求的事情。的名字='LoopReq'; 违约：`[]`

例子

具有响应时间和最大稳态跟踪误差的跟踪目标

创建一个跟踪目标，指定一个信号“西塔”跟踪一个信号“theta_ref”。所需的响应时间为2，以您正在调整的控制系统的时间单位为单位。最大稳态误差为0.1%。

Req=调谐目标跟踪（'theta_ref'，'theta'，2,0.001）；

自peakerror如果未指定，则此优化目标使用默认值1。

最大跟踪误差随频率变化的跟踪目标

创建一个跟踪目标，指定一个信号“西塔”跟踪一个信号“theta_ref”．在频率范围[0,1]，最大相对误差为0.01(1%)。在频率为100时，相对误差增加到1(100%)。

使用一个联邦德国将误差分布指定为频率函数的模型。

err=frd（[0.01 0.01 1]，[0.11 100]）；Req=TuningGoal.Tracking(“theta_ref”,“西塔”，呃）；

软件转换为犯错转换为近似分段指定轮廓的平滑频率函数。使用以下命令显示此功能：可视目标．

查看目标（Req）

图中包含一个坐标轴。轴包含一个线型对象。这些对象表示最大误差、有效界。

虚线是存储在其中的目标错误概要MaxError，阴影区域表示哪里违反了调优目标。

提示

此调整目标对来自的闭环传递函数施加隐式稳定性约束输入来输出，在中标识的点处打开循环计算开口. 受此隐式约束影响的动力学为稳定的动力学对于此调优目标。这个明德凯和最大半径选择系统选项控制这些隐式约束动力学的边界。如果优化未能满足默认边界，或者如果默认边界与其他要求冲突，则使用系统选项更改这些默认值。

算法

当您使用TuningGoal时，软件将调优目标转换为规范化标量值F(x)，在哪里x是控制系统中自由（可调）参数的向量。然后，软件调整参数值以最小化F(x)还是开车F(x)如果调整目标是硬约束，则小于1。

对于调整目标，跟踪,F(x)由以下公式得出：

$F (x) = {‖ W_{F} (s) (T (s, x) - 我) ‖}_{\infty},$

或者它的离散时间等价物。这里，T(s,x)为闭环传递函数输入来输出, ${‖ \cdot ‖}_{\infty}$ 表示H_∞标准（见格特皮卡因).W_F是从您在调整目标中指定的错误配置文件中导出的频率加权函数W_F和1 / MaxError增益值在–20 dB和60 dB之间大致匹配。出于数值原因，权重函数在该范围外变平，除非指定的参考模型在该范围外更改坡度。这种调整称为正规化.因为W_F接近s=0或s=Inf可能会导致糟糕的数值条件反射系统在优化问题中，不建议使用非常低频或非常高频的动力学来指定误差轮廓。