此示例演示如何使用响应优化器.
该示例需要Simulink®控制设计™ 软金宝app件
打开Simulin金宝appk模型。
系统=“SDO飞机”; 开放式系统(sys);
飞机模型基于Simulink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
),阵风(德莱顿风阵风模型
),以及飞行员重力(引航员重力计算
).
在模拟开始后1秒,飞机操纵杆发生阶跃变化,导致飞机向上俯仰。
调整控制器增益以满足以下时域和频域设计要求:
迎角阿尔法
对操纵杆阶跃变化的响应上升时间小于1秒,超调量小于1%,并在不到5秒内稳定到稳态的1%以内
俯仰速率控制回路在1rad/s以下具有良好的跟踪能力,在100rad/s以上具有20db的噪声抑制能力
操纵杆对飞行员重力的闭环响应低于0 dB,高于5 rad/s。
这些要求降低了飞行员在操纵杆改变时所经历的高频重力,同时仍保持飞行性能。
该模型包括以下模块(来自Simulink®Design Optimization™ 和Sim金宝appulink控制设计模型验证库):
阿尔法反应
指定alpha阶跃响应要求。
俯仰速率环路
指定俯仰速率性能要求。
线性化输入/输出已在中选择线性化选项卡。螺距率环路从控制器的输入(控制器错误信号)开始,结束于螺距率传感器的输出。攻角环路是打开信号,因此块只计算螺距率环路响应。线性系统在模拟时间为0。
这个界限TAB规定了以下螺距率环路形状要求:
在0.01 rad/s至0.1 rad/s范围内大于20 dB
在0.1 rad/s至1 rad/s范围内大于0 dB
在100 rad/s到1000 rad/s范围内小于-20 dB
导频G响应
指定重力要求。
线性化输入/输出已在中选择线性化选项卡。线性系统在模拟时间为0。
这个界限选项卡指定了在5 rad/s 100 rad/s范围内小于0 dB的重力要求。
打开响应优化器以交互方式配置和运行设计优化问题。单击响应优化在的“块参数”对话框中阿尔法反应
,俯仰速率环路
或导频G响应
块或者,输入sdotool(“sdoAircraft”)
. 要同时显示多个需求图,请使用看法在应用程序中的标签。
应用程序检测模型验证块中指定的需求,并自动将其作为需要满足的需求包含在内。
指定以下模型参数作为优化的设计变量:
控制器增益Ki
和Kf
俯仰率传感器增益Kq
阿尔法传感器增益卡
在设计变量设置下拉列表中,选择新.打开一个选择模型参数的对话框。
选择Ki
,Kf
,Kq
和卡
。单击<<将所选参数添加到设计变量集中。
指定最小和最大增益值Ki
和Kf
值必须保持为负卡
和Kq
我们必须保持积极的态度。
按进来输入值之后。
点击好吧. 新变量设计师
出现在响应优化器浏览器
点击图模型反应模拟模型并检查初始设计满足设计要求的程度。
图表明,目前的设计不满足飞行员的重力要求和alpha阶跃响应超调要求被违反。
创建一个绘图,以显示优化过程中控制器变量的修改方式。在要绘图的数据下拉列表中,选择设计师,其中包含优化设计变量Ki
,Kf
,Kq
和卡
. 在添加图下拉列表中,选择迭代图.
点击优化.
若要加载预配置文件并运行优化,请单击打开在响应优化选项卡,然后选择SDOAirraft_sdosession.mat
.或者通过键入:
>>装载飞机
> > sdotool (SDOSessionData)
“优化进度”窗口在每次迭代时更新,并显示优化在5次迭代后收敛。
这个阿尔法反应
和导频G响应
图表明,设计要求得到满足。这个设计师
图中显示控制器增益收敛到新值。
要查看优化设计变量值,请单击设计师
在响应优化器浏览器设计变量的优化值在Simulink模型中自动更新。金宝app
%关闭模型bdclose(“SDO飞机”)