主要内容

健壮的调优方法

鲁棒优化和多模型优化

鲁棒控制工具箱™调优工具,过度和控制系统调谐器,让您调整控制系统的鲁棒性对抗植物变化。您可以调整控制器以适应物理参数的不确定性。

您还可以调整控制系统,以确保在一系列操作条件下的性能。您可以使用多模型调优来确保对多个系统配置的可靠控制,例如一个系统的不同故障模式。当您为多个模型进行调优时,该软件寻找最能满足所有电厂模型的指定调优目标的控制器参数值。

选择稳健的调优方法

采取强大调整的方法取决于应用程序中的系统变体。下表总结了这些方法。

健壮的优化方案 方法
调谐控制系统对参数不确定性的鲁棒性,如弹簧常数和阻尼系数不确定的质量-弹簧-阻尼系统。 对不确定参数值进行建模尿素的块。看参数不确定性的调整
调整固定结构控制系统对实际和复杂参数不确定性和动态不确定性的鲁棒性 对不确定参数进行建模尿素的Ucompleple.,ultidyn块。模型可调控制系统组件与控制设计块等调音tunablePID块。使用斯文调整控制系统以优化鲁棒性H的性能。
整定控制系统的几个关键值的工厂参数。 同时调整与参数值对应的多个模型。当您无法将植物变化建模时,这种方法很有用尿素的块。看参数变化的调优
  • 确保不同操作条件下的性能,例如飞机飞行控制在不同高度的响应。

  • 对多个系统配置的可靠控制调整,例如系统的不同故障模式。

同时调整在不同操作点或代表不同系统配置的多个模型。调整针对多个植物模型

参数不确定性的调整

由于各种原因,系统的物理参数往往是不确定的,包括不精确的测量、制造公差或磨损。您可以使用控制系统调谐器或过度命令来调整控制系统,以对工厂中的真实参数不确定性具有鲁棒性。在控制系统模型中使用不确定的真实参数表示参数不确定性尿素的.该软件自动找到最坏的参数值组合,并调整控制器,以最大化性能的参数不确定性范围。

针对参数不确定性的鲁棒整定也有助于避免控制系统的“过整定”。当您针对单个植物进行调优时,软件可能会以牺牲健壮性为代价来优化性能。这是可能获得的设计,最大限度的性能,但不是非常稳健的变化,在工厂。指定一定数量的工厂可变性,可以让调优软件避免这种脆弱的设计,并实现稳健的性能,通常只有名义性能的适度下降。

控制系统建模金宝app

建立一个Simulink金宝app®对控制系统模型进行鲁棒整定,采用块代换线性化方法。(需要金宝app仿真软件控制设计™软件。)使用获得块对植物参数进行建模,并使用块替代法将其替换为表示的不确定值尿素的对象。或者,用不确定的状态空间模型替换整个子系统(号航空母舰)。有关更多信息,请参见用于强大调谐的Simulink模型不确定性金宝app

与在MATLAB中建模的控制系统一样®,软件自动调整模型,以确定不确定范围内最坏的参数值组合。

控制系统建模MATLAB

为表示被控对象的实参数不确定性,建立广义状态空间(雄鸡)模型的控制系统使用尿素的块。使用控制设计块,例如tunablePIDtunableTF表示模型中的可调控制器元素。(见建立参数不确定的可调控制系统模型。)用来调整模型过度或者在控制系统调谐器中,您可以完全适用于可调谐控制系统模型而无需不确定性。

  • 命令行:使用雄鸡的第一个输入参数过度.有关详细示例,请参见定位系统的鲁棒调谐

  • 控制系统调谐器:通过选择将模型导入到应用程序中编辑架构>广义的反馈配置然后输入雄鸡建模到文本框中。然后,使用应用程序完全像控制系统模型一样,没有不确定性。

在这两种情况下,当您调优模型时,软件会自动调整可调组件,以在整个不确定范围内优化性能。分析图自动显示不确定系统的随机样本,让您直观地感受到性能变化。

参数变化的调优

模拟不确定性的块替换方法需要用一个替换模型的整个块尿素的参数或号航空母舰不确定的系统。在某些情况下,您可能无法做出这种替代。作为替代方案,您可以通过指定范围,网格或非均匀值集不同系统参数。当你使用时过度或控制系统调谐器要调整具有参数变化的系统,可以获得在一系列模型 - 系数值或多个工厂配置中稳健地满足性能目标的控制器。

在控制系统调谐器中指定参数变化

在控制系统调谐器中,指定块参数的变化控制系统标签。在里面参数的变化下拉列表,选择选择要不同的参数.此操作将打开参数的变化选项卡,您可以在其中指定要更改的块参数及其接受的值。控制系统调谐器在您提供的每个块参数值组合中将您的Simulink模型线性化金宝app。然后,应用程序会找到一组控制器增益,以最好地满足所有线性化模型的同时调整目标。

有关如何使用控制系统调谐器为多个块参数值对控制系统进行调优的详细示例,请参见植物参数的多值调谐

的详细信息参数的变化TAB以在块参数的多个值上生成线性模型,参见为批量线性化指定参数样本(金宝app仿真软件控制设计).中应用参数变化的程序模型线性化电路类似于控制系统调谐器中的程序。

指定参数变化SLTUNER.

对于在Simulink中建模的控制系统的命令行调优,可以使用参数变化特性金宝appSLTUNER..为此,构造一个包含要调整模型的参数值网格的结构。有关说明参数变化的示例slLinearizer, 看改变参数值,获取多个传递函数(金宝app仿真软件控制设计).配置一个SLTUNER.参数变化的接口是相同的。配置SLTUNER.接口,创建调整目标并调整接口过度.该软件调整系统以同时满足所有参数值的调整目标。

变化块参数与调整控制器参数

变化以生成多个工厂模型的块参数与您调整的控制器参数不同,以满足您的调整目标。

块参数是指定Simulink模型中块属性的值。金宝app块参数可以指定数值,如增益块的增益、弹簧常数或系统的其他物理参数。块参数还可以指定块的结构属性,例如查找表的维度。

您可以更改任何块参数,其值存储为模型工作空间或MATLAB工作空间中的变量。但是,不要改变为调优而指定的控制器块参数(请参阅在控制系统调谐器中指定要调优的块)。相反,在控制系统中指定工厂属性的变化参数。例如,在模型中ActiveSuspensionQuarterCar,作为变量指定的块参数包括一个弹簧常数,Ks,和阻尼常数,BS.

这个例子植物参数的多值调谐演示如何调整控制系统的ActiveSuspensionQuarterCar为这些参数的一系列值建立模型。

控制器参数调整软件调整为产生符合您的调整目标的控制系统性能的系数。选择块曲调时,软件将参数化分配给每个块,如上所述在控制系统调谐器中查看和更改块参数化.这些参数化的系数就是软件调整的控制器参数。例如,如果您选择aPID控制器块调谐,调整软件分配可调谐系数是PID增益和滤波器常量的参数化。

因此,您可以通过选择块来调整控制器参数,并且可选择自定义这些块的参数化。您可以指定其他系统参数以获得用于调整的多个工厂模型。在该示例中植物参数的多值调谐,选择用于调优的块为状态方程块。在这个例子中,控制器参数是状态空间矩阵中的项。

调整针对多个植物模型

当您针对多个模型调整控制器增益时,软件寻找最能满足所有工厂模型指定的调整目标的控制器参数值。这对于确保在一系列操作条件下或多种系统配置下的强大性能非常有用。

多操作点的调优

控制系统调谐器可以调整控制器参数,以线性化您的Simulink模型在任何仿真快照时间或稳态操作点获得。金宝app在里面控制系统标签,使用手术点菜单,以计算和选择操作点,在那里线性化和调整。

在控制系统调谐器中指定调谐操作点为更多的信息。

如果指定多个操作点,Control System Tuner将尝试调整控制器参数,以满足所有指定操作点的优化目标。您可以限制控制系统调优器在每个操作点执行哪些调优目标。看选择性地应用调整目标

在命令行中,您可以通过传递一个操作点对象来调整多个操作点SLTUNER.

调整多个系统配置

通过构建表示这些条件的模型数组,可以对控制器进行优化,使其对多个系统配置具有鲁棒性。例如,可以创建一个数组雄鸡表示系统不同失效模式的模型。在仿真金宝app软件中,使用SLTUNER.在代表不同失效模式的一系列操作条件下,将你的模型线性化。例如,请参阅中的模型容错控制乘客喷气式飞机.该模型使用增益块,当设置为零时,会打破反馈回路,以模拟系统执行器失去控制。下面的例子使用了SLTUNER.将此增益块的不同通道设置为零对模型进行采样。调优,SLTUNER.过度查找可调控制器参数值,以优化所有故障模式下的设计目标。

选择性地应用调整目标

有时,您希望将调优目标的应用限制为同时进行调优的模型的子集。例如,假设你在四个快照时间线性化你的模型,t = [0,5,10,20].在所有这些时候,您都希望调优模型以满足您的设计目标。但是,进一步假设您有一个不希望强制执行的调优目标t = 0因为它应该只适用于模型达到稳态操作后。限制此调整目标的应用:

  • 在命令行,设置模型属性设置为要应用该目标的模型的数组索引。

  • 在控制系统调谐器,使用应用目标调整目标的领域。

选择只有模型并输入强制执行目标的模型的数组索引。在这个例子中,线性化在t = [0,5,10,20]生成一个包含四个模型的数组,您希望排除该数组中的第一个模型(t = 0)从调优目标。因此,请输入数组索引2:4

为多个模型获得使用参数的变化选项卡中,数组索引的分配顺序与参数组合在参数变化表中出现的顺序相同。例如,如果您应用下列插图的参数变化,则数组索引的分配如下所示。

因此,例如,仅将调整目标应用于那些模型BS = 1000, 不管Ks值,输入(1、3)只有模型调整目标的领域。

公称系统的应用

在执行具有参数不确定性的系统的强大调整时,您有时希望仅将某些调整目标应用于标称系统。或者,您可能希望将调整目标视为标称系统的硬约束,而是在其余的不确定性范围内的软限制。调整在MATLAB中建模的控制系统时,您可以通过将标称系统放在带有不确定系统的模型阵列中来执行此操作。例如,假设CL0是一个雄鸡具有不确定和可调块的模型。创建名义和完整不确定系统的模型阵列。

cl = [getOminal(CL0),CL0];

假设您已经为这个系统创建了两个调优目标,Req1Req2.你想要的Req2仅适用于标称系统。为此,使用模型属性限制Req2到阵列中的第一个条目。

Req2。模型= [1];

您现在可以使用Req2和人一样过度不管是硬目标还是软目标。

治疗Req2作为名义系统的硬约束和软约束,创建一个调优目标的副本。要将复制限制为数组中的第二个项,请设置模型副本的属性。

Req3 = Req2;Req3。模型= [2];硬= [Req1, Req2];软= Req3;(解释水平理论,fSoft gHard] = systune (CL,软,硬);

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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