本示例介绍了控制系统调谐的可用频域要求systune
或looptune
.
的systune
和looptune
命令根据各种时域和频域要求调整固定结构控制系统的参数调谐目标
包是此类设计需求的存储库。
的TuningGoal。获得
要求对SISO或MIMO闭环传递函数施加增益限制。这一要求有助于加强足够的干扰抑制和滚转,限制灵敏度和控制努力,并防止饱和。对于MIMO传递函数,“增益”是指频率响应矩阵的最大奇异值。增益限制可能与频率有关。例如
s =特遣部队(“年代”);R1 = TuningGoal。获得(' d ',“是的”,s/(s+1)^2);
指定收益的来源d
来y
不应该超过传递函数的大小.
视图目标(R1)
通常,只画出所需增益曲线的渐近线是很方便的。例如,代替传递函数,我们可以在频率为0.01,1100时指定增益值0.01,1,0.01,点(1,1)是两条渐近线的断点和.
渐近线=朋友((0.01、1、0.01),(0.01,1100));R2 = TuningGoal。获得(' d ',“是的”,渐近线);
需求对象自动将该离散增益剖面转换为在所有频率下定义的增益极限。
bodemag(渐近线,R2.MaxGain)图例(“指定”,“插值”)
的TuningGoal。方差
要求限制噪声方差放大从指定的输入到指定的输出。在技术术语中,这个要求限制了闭环传递函数的范数。这个要求比TuningGoal。获得
当输入信号为随机过程时,平均增益比峰值增益更重要。例如,
R=调整目标。方差(“不”,“是的”, 0.1);
限制的输出方差y
来对于单位方差白噪声输入n
.
的TuningGoal。跟踪
需求在频域强制执行参考跟踪和回路解耦目标。例如
R1=调整目标。跟踪(“r”,“是的”,2);
指定输出y
应该跟踪参考文献r
响应时间只有两秒。类似的
R2=调整目标。跟踪({“Vsp”,“水安全”}, {“V”,' w '},2);
指定V
应该追踪Vsp
和w
应该追踪wsp
两种响应之间的交叉耦合最小。跟踪要求转化为跟踪误差作为频率函数的频域约束。对于第一个要求R1
,例如r
跟踪误差e = r y
在低频时应该很小,在频率大于1 rad/s(2秒响应时间的带宽)时接近1(100%)。您可以使用viewGoal
以可视化此频域约束。请注意,黄色区域表示违反要求的位置。
视图目标(R1)
如果响应有过度的超调,使用TuningGoal。过度
与TuningGoal。跟踪
要求例如,您可以限制从r
来y
10%使用
R3=调整目标。超调(“r”,“是的”10);
在如图1所示的反馈回路中,扰动的开环和闭环响应输出与…有关
在哪里是在扰动入口点测得的回路传递函数为干扰衰减因子,即开环和闭环灵敏度与干扰的比值。它的倒数是干扰输入的灵敏度。
图1:示例反馈循环。
的TuningGoal.拒绝
要求将干扰衰减指定为频率的函数。由于反馈控制可减少干扰的影响,因此衰减系数大于控制带宽内的1。根据经验,10倍的衰减需要10倍的环路增益。例如
R1=调谐目标。拒绝(“u”10);R1。焦点= [0 1];
指定在设备输入“u”处输入的干扰应在0到1 rad/s的频带内衰减系数10。
视图目标(R1)
更一般地说,您可以指定频率相关的衰减剖面,例如
s =特遣部队(“年代”);R2 = TuningGoal。拒绝(“u”(s + 10) / (s + 0.1));
指定0.1 rad/s以下100的衰减因子,在10 rad/s后逐渐减小为1(无衰减)。
viewGoal(R2)
代替指定最小衰减,您可以使用TuningGoal。灵敏度
要求指定最大灵敏度,即最大增益.例如,
R3 = TuningGoal。灵敏度(“u”(s + 0.1) / (s + 10));
是否等同于拒收要求R2
灵敏度从0.1 rad/s以下的0.01(1%)增加到10 rad/s以上的1(100%)。
查看目标(R3)
的TuningGoal.WeightedGain
和TuningGoal。WeightedVariance
需求是一般化的TuningGoal。获得
和TuningGoal。方差
要求。这些要求约束了或频率加权闭环传递函数的范数哪里和是用户定义的权重函数。例如
王= blkdiag (1 / (s + 0.001), s / (0.001 * s + 1));或者说是= [];R = TuningGoal。WeightedGain (“r”,{“e”,“是的”},西城,[]);
指定的约束
请注意,这是一个标准化增益约束(跨频率的单位限制)。
viewGoal(右)
TuningGoal。获得
|TuningGoal。方差
|TuningGoal。跟踪
|TuningGoal。过度
|TuningGoal.拒绝
|TuningGoal。灵敏度
|TuningGoal.WeightedGain
|TuningGoal。WeightedVariance