主要内容

TuningGoal.Margins类

包裹:TuningGoal.

控制系统调谐的稳定性保证金要求

描述

采用TuningGoal.Margins.指定SISO或MIMO反馈循环的增益和相位边距的调整目标。您可以使用此调整目标来验证调谐控制系统viewgoal..您还可以使用调优命令来实现控制系统的调优,例如Systune.要么loopune.

创建调优目标后,可以通过设置进一步配置它属性对象。

在使用调整目标调整控制系统后,您可以使用该调整目标和调谐值可视化viewgoal.命令。有关解释利润率的信息,请参阅控制系统调谐中的稳定性边距

建造

= TuningGoal.Margins(位置Gainmargin.奇格米尔创建调整目标,该调整目标指定控制系统中指定位置的最小增益和相位边距。

输入参数

位置

在控制系统中的位置,其中最小增益和相位利润适用,指定为字符向量或字符向量的单元阵列,其识别控制系统中的一个或多个位置进行调谐。可用的位置取决于您正在调整的哪种系统:

  • 如果您正在调整Simulink金宝app®控制系统的模型,可以使用模型中标记的任何线性分析点,或者在一个线性分析点中使用SLTUNER.(金宝appSimulink Control Design)与Simulink模型相关联的接口。金宝app采用addpoint.(金宝appSimulink Control Design)添加分析点到SLTUNER.接口。例如,如果SLTUNER.接口包含分析点, 您可以使用'U'在创建调优目标时引用这一点。采用GetPoints.(金宝appSimulink Control Design)获取可用的分析点列表SLTUNER.接口到您的模型。

  • 如果您正在调优广义状态空间(雄鸡)控制系统的模型,您可以使用任何AnalysisPoint在控制系统模型中的位置。例如,以下代码在工厂输入中创建具有分析点的PI环路'U'

    AP = Analysispoint('U');G = tf(1,[1 2]);C = tunablePID ('C'“π”);T =反馈(G * AP * C,1);

    在创建调优目标时,可以使用'U'参考工厂输入的分析点。采用GetPoints.获取可用的分析点列表雄鸡模型。

保证金要求适用于指定开环位置的点对点开环传递函数。该传递函数是在指定位置注入信号,并在同一点测量返回信号得到的开环响应。

如果位置为单元阵列,则裕度要求应用于MIMO开环传递函数。

Gainmargin.

反馈循环所需的最小增益余量,指定为DB中的标量值。TuningGoal.Margins.使用基于磁盘的增益和相位利润,这提供了比经典增益和相位利润率更强的稳定性保证。(有关磁盘边距的详细信息,请参阅使用磁盘边距的稳定性分析(强大的控制工具箱)。)

增益裕度表示开环响应的增益可以增加或减少多少而不损失稳定性。例如,

  • 对于SISO系统,设置gainmargin = 3指定闭环系统保持稳定的要求,用于更大±3 dB的开环增益的变化。

  • 对于MIMO系统,设置gainmargin = 3指定在每个反馈通道中,闭合系统保持稳定的闭合系统保持稳定,最高可达±3 dB。增益可以同时在所有通道中改变,并且每个通道中的不同量。

奇格米尔

反馈循环所需的最小阶段余量,指定为度数的标量值。TuningGoal.Margins.使用基于磁盘的增益和相位利润,这提供了比经典增益和相位利润率更强的稳定性保证。(有关磁盘边距的详细信息,请参阅使用磁盘边距的稳定性分析(强大的控制工具箱)。)

相位裕度表示开环响应的相位可以增加或减少而不会损失稳定性。例如,

  • 对于SISO系统,设置phasemargin = 45指定闭环系统在开环响应的相位中保持稳定的闭环系统保持稳定。

  • 对于MIMO系统,设置phasemargin = 45指定在每个反馈通道中,闭合系统保持稳定的闭合系统变化稳定。该阶段可以同时在所有信道中改变,并且在每个信道中的不同量。

属性

GainMargin

反馈环路所需的最小增益裕度,指定为分贝(dB)的标量值。

价值GainMargin物业由...设置Gainmargin.创建调整目标时输入参数。

PhaseMargin

反馈循环所需的最小阶段余量,指定为度数的标量值。

价值PhaseMargin物业由...设置奇格米尔创建调整目标时输入参数。

scalingOrder.

控制计算MIMO稳定裕度时所涉及的缩放的顺序(状态数)。静态落下的石块(ScalingOrder = 0默认使用)使用。增加订单可能会以增加计算为代价来改善结果。采用viewgoal.评估优化和实际边距之间的差距。如果此间隙太大,请考虑增加缩放顺序。看控制系统调谐中的稳定性边距

默认:0(静态缩放)

重点

强制执行调整目标的频段,指定为表单的行向量[min,max]

设置重点属性限制调整目标的执行到特定频段。有关稳定性保证金要求的最佳效果,请挑选在增益交叉频率的每侧延伸的频带大约十年。例如,假设是一个TuningGoal.Margins.您正在使用的对象调整具有大约10 rad / s带宽的系统。要限制调整目标的执行,请使用以下命令:

req.focus = [1,100];

默认:[0,INF]连续时间;[0,pi / ts]对于离散时间,在哪里TS.为模型样本时间。

位置

应用最小增益和相位裕度的位置,指定为识别控制系统中要调优的一个或多个分析点的字符向量单元阵列。例如,如果位置= {' u '},调谐目标在分析点执行最小增益和相位边距'U'

价值位置物业由...设置位置创建调整目标时输入参数。

模型

调整目标适用的模型,指定为索引矢量。

使用模型调整控制系统模型数组时的财产Systune.,为数组中的模型子集执行调整目标。例如,假设您要应用调整目标,,在模型阵列中的第二个,第三和第四模型传递到Systune..要限制调优目标的实施,可以使用以下命令:

Req.models = 2:4;

模型=南,调整目标适用于所有模型。

默认:

开口

在评估调整目标时,反馈循环打开,指定为识别循环开放位置的字符向量的单元阵列。通过在您识别的位置打开反馈循环创建的开环配置来评估调谐目标。

如果您正在使用优化目标来优化控制系统的Simulink模型,那么金宝app开口可以包括任何线性分析点标记在模型,或任何线性分析点SLTUNER.(金宝appSimulink Control Design)与Simulink模型相关联的接口。金宝app采用addpoint.(金宝appSimulink Control Design)添加分析点和循环开口SLTUNER.接口。采用GetPoints.(金宝appSimulink Control Design)获取可用的分析点列表SLTUNER.接口到您的模型。

如果您使用的是调整目标来调整普遍的状态空间(雄鸡)的控制系统模型开口可以包括任何AnalysisPoint在控制系统模型中的位置。采用GetPoints.获取可用的分析点列表雄鸡模型。

例如,如果开放= {'U1','U2'},然后在分析点打开循环评估调谐目标U1.U2.

默认:{}

名称

调整目标的名称,指定为字符向量。

例如,如果是一个调优目标:

req.name ='loopreq';

默认:[]

例子

全部收缩

为以下控制系统的内循环创建保证金要求。要求施加了5 dB的最小增益余量和40度的最小相余量。

创建系统的模型。为此,请指定和连接数字工厂模型G1.G2.,以及可调控制器C1.C2..还指定并连接AnalysisPointAP1.AP2.这标志着分析和调整的兴趣点。

g1 = tf(10,[110]);g2 = tf([1 2],[1 0.2 10]);C1 =调谐('C'“π”);C2 =调谐(‘G’,1);AP1 = Analysispoint('ap1');AP2 = Analysispoint('ap2');T =反馈(G1 (G2 * C2, AP2) * *反馈C1, AP1);

创建调整要求对象。

要求= TuningGoal。利润('ap2',5,40);

此要求对所确定的反馈回路施加了指定的稳定性边缘AnalysisPoint渠道'ap2',这是内部循环。

指定使用控制系统的外循环进行评估这些边距。

req.openings = {'ap1'};

添加'ap1'到了开口调优要求对象的属性可确保Systune.使用该位置打开循环的要求进行评估。

采用Systune.调整自由参数T.以满足指定的调谐要求.然后你可以使用viewgoal.验证调谐控制系统是否要求。

创建一个要求,为控制系统中由三个开环位置定义的环路设置最小增益和相位裕度。因为这个循环由三个开环位置定义,所以它是一个MIMO循环。

该要求将最小增益裕度设置为10 dB的最小增益余量和40度的最小相位余量,在频段之间,在0.1到10 rad / s之间。

req = tuninggoal.margins({'r'“θ”“φ”},10,40);

的名字'r'“θ”, 和“φ”必须在您正在调整的控制系统中指定有效的循环打开位置。

将要求限制在0.1到10 rad / s之间的频带。

req.focus = [0.1 10];

提示

  • 此调整目标对测量的闭环灵敏度函数施加了隐式稳定性约束位置,用循环评估在所识别的点开口.受到这种隐含约束影响的动态是稳定的动力学为了这个调整目标。这Mindecay.Maxradius.选项的系统化学选项控制这些隐式约束的动态上的界限。如果优化无法满足默认界限,或者默认界限与其他要求冲突,请使用系统化学选项更改这些默认值。

算法

当您使用a调整控制系统时TuningGoal.,该软件将调整目标转换为归一化标量值FX), 在哪里X是控制系统中自由(可调)参数的矢量。然后,软件调整参数值以最小化FX)或开车FX)如果调整目标是一个硬约束,则为1。

为了TuningGoal.Margins.FX)由:

F X = 2 α S. - α 一世

S.=D.-1[一世-L.S.X-1D.为缩放后的灵敏度函数。

L.S.X)是弯曲响应的形状。

D.是一个自动计算的循环缩放因子。有关的更多信息D., 看控制系统调谐中的稳定性边距

α是从指定的增益和相位裕度计算的标量参数。有关的更多信息α, 看使用磁盘边距的稳定性分析(强大的控制工具箱)

兼容性考虑因素

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