TuningGoal。WeightedGain class

包:TuningGoal

控制系统调优的频率加权增益约束

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描述

使用TuningGoal。WeightedGain限制从指定输入到输出的加权增益。加权增益是从输入到输出的最大频率增益，乘以您指定的加权函数。您可以使用TuningGoal。WeightedGain调优目标控制系统调优与调优命令，如systune或looptune．

创建调优目标后，可以通过设置进一步配置属性物体的。

建设

要求的事情= TuningGoal。WeightedGain (inputname，outputname，王,或者说是）创建一个调优目标，指定闭环传递函数，H（年代)，从指定输入到输出均符合要求:

||W_l（年代）H（年代）W_R（年代) | |_∞< 1。

的符号| |•| |_∞表示跨频率的最大增益H_∞规范)。

输入参数

inputname

用于调优目标的输入信号，指定为字符向量，或者对于多输入调优目标，指定为字符向量的单元格数组。

如果您正在使用调优目标来调优Simulink万博1manbetx^®控制系统的模型inputname可以包括:
- 任何模型输入。
- 模型中标注的任意线性分析点。
- 任意线性分析点slTuner(万博1manbetxSimulink控制设计)与Simulink模型相关联的接口。万博1manbetx使用addPoint(万博1manbetxSimulink控制设计)中添加分析点slTuner接口。使用getPoints(万博1manbetxSimulink控制设计)中可用的分析点列表slTuner接口到您的模型。
例如，假设slTuner接口包含分析点u1而且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}指定一个双通道输入。

如果使用调优目标来调优广义状态空间(一族)控制系统模型，则inputname可以包括:
- 的任何输入一族模型
- 任何AnalysisPoint控制系统模型中的位置
例如，如果你正在调优一个控制系统模型，T,然后inputname可以输入任何名字在T.InputName．同样,如果T包含一个AnalysisPoint块，其位置名为AP_u,然后inputname可以包括“AP_u”．使用getPoints中可用的分析点列表一族模型。
如果inputname是一个AnalysisPoint定位一个广义模型时，对于调优目标的输入信号是与之相关的隐含输入AnalysisPoint布洛克:

有关控制系统模型中分析点的更多信息，请参见控制系统分析与设计的感兴趣信号标记．

outputname

调优目标的输出信号，指定为字符向量，对于多输出调优目标，指定为字符向量的单元格数组。

如果您正在使用调优目标来调优控制系统的Simulink模型，则万博1manbetxoutputname可以包括:
- 任何模型输出。
- 模型中标注的任意线性分析点。
- 任意线性分析点slTuner(万博1manbetxSimulink控制设计)与Simulink模型相关联的接口。万博1manbetx使用addPoint(万博1manbetxSimulink控制设计)中添加分析点slTuner接口。使用getPoints(万博1manbetxSimulink控制设计)中可用的分析点列表slTuner接口到您的模型。
例如，假设slTuner接口包含分析点日元而且y2．使用“日元”在创建调优目标时将该点指定为输出信号。使用{y1, y2的}指定一个双通道输出。

如果使用调优目标来调优广义状态空间(一族)控制系统模型，则outputname可以包括:
- 的任何输出一族模型
- 任何AnalysisPoint控制系统模型中的位置
例如，如果你正在调优一个控制系统模型，T,然后outputname可以是任何输出名称在T.OutputName．同样,如果T包含一个AnalysisPoint块，其位置名为AP_u,然后outputname可以包括“AP_u”．使用getPoints中可用的分析点列表一族模型。
如果outputname是一个AnalysisPoint定位广义模型时，用于调优目标的输出信号是与之关联的隐含输出AnalysisPoint布洛克:

有关控制系统模型中分析点的更多信息，请参见控制系统分析与设计的感兴趣信号标记．

王,或者说是

频率加权函数，指定为标量、矩阵或SISO或MIMO数值LTI模型。

的函数王而且或者说是为调优目标提供权重。调优目标确保增益H（年代)从指定的输入到输出满足不等式:

||王（年代）H（年代）或者说是（年代) | |_∞< 1。

王的输出通道的权重H（年代),或者说是提供输入通道的权重。您可以指定标量权重或频率相关的权重。要指定频率相关的权重，请使用数值LTI模型。例如:

WL = tf(1，[1 0.01]);Wr = 10;

如果指定MIMO加权函数，则inputname而且outputname一定是矢量信号。向量信号的维数必须满足H（年代的尺寸是相称的王而且或者说是．例如，如果您指定WR = diag([1 10]),然后inputname必须包含两个信号。但是，标量值会自动扩展到任何输入或输出维度。

如果您在离散时间(即使用一族模型或slTuner非零接口Ts)，则可将加权函数指定为离散时间模型Ts．如果在连续时间内指定权重函数，调优软件会将它们离散化。在离散时间中指定加权函数可以让您更好地控制奈奎斯特频率附近的加权函数。

值为Wl = []或Wr = []被解释为恒等式。

属性

`王`	频率加权函数对输出通道的传递函数进行约束，指定为标量、矩阵或SISO或MIMO数值LTI模型。属性设置此属性的初始值`王`在构造调优目标时输入参数。
`或者说是`	频率加权函数对输入通道的传递函数进行约束，指定为标量、矩阵或SISO或MIMO数值LTI模型。属性设置此属性的初始值`或者说是`在构造调优目标时输入参数。
`焦点`	执行调优目标的频带，指定为形式的行向量`(最小,最大)`．设置`焦点`属性将调优目标的实施限制在特定频段。将此值表示为正在调优的控制系统模型的频率单位(rad/`TimeUnit`)．例如，假设`要求的事情`是您希望仅在1到100 rad/s之间应用的调优目标。要将调优目标限制在此波段，使用以下命令: 要求的事情。焦点= [1100]; 默认值:`[0,正]`对于连续时间;`[0,π/ Ts]`对于离散时间，其中`Ts`为模型采样时间。
`稳定`	闭环动力学的稳定性要求，规定为1 (`真正的`)或0 (`假`)．默认情况下,`TuningGoal。获得`除了增益要求外，还对从指定输入到输出的闭环传递函数施加了稳定性要求。如果不需要稳定性或无法实现，则设置`稳定`来`假`去除稳定性要求。例如，如果增益约束适用于不稳定的开环传递函数，则设置`稳定`来`假`．默认值:1（`真正的`）
`输入`	输入信号名称，指定为字符向量的单元格数组，用于标识调优目标约束的传递函数的输入。的初始值`输入`属性设置`inputname`在构造调优目标时输入参数。
`输出`	输出信号名称，指定为字符向量的单元格数组，用于标识调优目标约束的传递函数的输出。的初始值`输出`属性设置`outputname`在构造调优目标时输入参数。
`模型`	调优目标应用于的模型，指定为索引向量。使用`模型`属性调优控制系统模型的数组时使用的`systune`，为数组中的模型子集强制执行调优目标。例如，假设您想应用调优目标，`要求的事情`，传递给模型数组中的第二、第三和第四个模型`systune`．要限制调优目标的执行，使用以下命令: 要求的事情。模型= 2:4; 当`型号= NaN`，调优目标适用于所有模型。默认值:`南`
`开口`	评估调优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的单元格数组。调优目标是根据在您确定的位置打开反馈循环所创建的开环配置进行评估的。如果您正在使用调优目标来调优控制系统的Simulink模型，则万博1manbetx`开口`可以包括在模型中标记的任何线性分析点，或在`slTuner`(万博1manbetxSimulink控制设计)与Simulink模型相关联的接口。万博1manbetx使用`addPoint`(万博1manbetxSimulink控制设计)中添加分析点和循环开口`slTuner`接口。使用`getPoints`(万博1manbetxSimulink控制设计)中可用的分析点列表`slTuner`接口到您的模型。如果使用调优目标来调优广义状态空间(`一族`)控制系统模型，则`开口`可以包括任何`AnalysisPoint`控制系统模型中的位置。使用`getPoints`中可用的分析点列表`一族`模型。例如，如果`开口= {'u1'，'u2'}`，然后在分析点打开循环来评估调优目标`u1`而且`u2`．默认值:`{}`
`的名字`	调优目标的名称，指定为字符向量。例如，如果`要求的事情`是调优目标: 要求的事情。的名字＝'LoopReq'; 默认值:`［］`

例子

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闭环系统的约束加权增益

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创建一个调优目标需求，约束闭环SISO系统的输入增益，r的输出，y．将输入增益加权为10倍，输出增益加权为频率相关的权重 $1 / （年代 + 0 ． 01 ）$ ．

WL = tf(1，[1 0.01]);Wr = 10;Req = TuningGoal。WeightedGain (“r”，“y”王,WR);

您可以使用需求要求的事情与systune调优任意控制系统模型的自由参数，该模型的输入信号名为“r”和一个名为“y”．

然后你可以使用viewGoal根据要求验证调整后的控制系统。

用环开度计算约束加权增益

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创建限制以下控制系统外环增益的要求，并在内环打开时进行评估。

创建系统的模型。为此，指定并连接数值工厂模型，G1而且G2，即可调控制器C1而且C2．同样，创建和连接AnalysisPoint标记分析或调优的兴趣点的块，AP1而且AP2．

G1 = tf(10，[1 10]);G2 = tf([1 2]，[1 0.2 10]);C1 =可调谐pid (“C”，“π”）;C2 = tunableGain(‘G’1);AP1 =分析点(“AP1”）;AP2 =分析点(“AP2”）;T =反馈(G1*反馈(G2*C2,AP2)*C1,AP1);T.InputName =“r”；T.OutputName =“y”；

创建一个调优需求，以限制该系统的增益r来y．对输出增益进行加权 $年代 / （年代 + 0 ． 5 ）$ ．

WL = tf([1 0]，[1 0.5]);Req = TuningGoal。WeightedGain (“r”，“y”王,[]);

这个要求相当于Req = TuningGoal.Gain('r'，'y'，1/WL)．然而，对于MIMO系统，您可以使用TuningGoal。WeightedGain创建不能表示为的特定于通道的权重TuningGoal。获得要求。

指定传递函数r来y为调优此约束而在外部循环打开的情况下计算。

要求的事情。机会=“AP1”；

默认情况下，使用调优TuningGoal。WeightedGain施加了稳定性要求以及增益要求。实际上，在一些控制系统中，实现稳定的内环是不可能的。当发生这种情况时，通过设置稳定财产假．

要求的事情。稳定= false;

调优算法仍然对整个调优控制系统提出了稳定性要求，但对内环没有要求。

使用systune的自由参数进行调优T来满足指定的调优要求要求的事情．然后，您可以使用命令根据需求验证调优的控制系统viewGoal(点播,T)．

提示

该调优目标对加权闭环传递函数施加了隐式稳定性约束输入来输出，以在中确定的点上打开的循环进行计算开口．受此隐式约束影响的动力学为稳定的动力学对于这个调优目标。的MinDecay而且MaxRadius选项的systuneOptions控制这些隐式约束动态的边界。如果优化不能满足默认边界，或者默认边界与其他需求冲突，请使用systuneOptions更改这些默认值。

算法

控件调优控制系统时TuningGoal，软件将调优目标转换为规范化的标量值f（x)．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f（x)或驾驶f（x)低于1(如果调优目标是硬约束)。

为TuningGoal。WeightedGain，f（x)由:

$f （ x ）＝ {为 W_{l} T （年代， x ） W_{R} 为}_{\infty} ．$

T（年代，x的闭环传递函数输入来输出． ${为 \cdot 为}_{\infty}$ 表示H_∞规范(见getPeakGain)．

版本历史

在R2016a中引入

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R2016a:功能从鲁棒控制工具箱

在R2016a之前，此功能需要鲁棒控制工具箱™许可证。

另请参阅

主题

频域规范