TuningGoal。WeightedPassivity class

包:TuningGoal

频率加权无源约束

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描述

一个系统是被动如果所有的I/O轨迹（u（t)，y（t）)满足:

$\int_{0}^{T} y {（ t ）}^{T} u （ t ） d t > 0 ，$

对所有T> 0．TuningGoal。WeightedPassivity强制传递函数的无源性:

$H （年代）＝ W_{l} （年代） T （年代） W_{R} （年代），$

在哪里T_年代是正在调优的控制系统中的闭环响应。W_l而且W_R是用来强调特定频带的加权函数。使用TuningGoal。WeightedPassivity与控制系统调优命令，如systune．

建设

要求的事情= TuningGoal。WeightedPassivity(inputname，outputname，王,或者说是）为强制传递函数的被动性创建一个调优目标:

$H （年代）＝ W_{l} （年代） T （年代） W_{R} （年代），$

在哪里T_年代是从指定输入到指定输出的闭环传递函数。权重王而且或者说是可以是矩阵或LTI模型。

默认情况下，调优目标强制加权传递函数的无源性H．您还可以强制输入和输出无源性指标，使用指定的多余或不足的无源性。(见getPassiveIndex有关被动式指数的更多资料。)为此，设置IPX而且OPX调优目标的属性。看到加权无源和输入无源．

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，然后inputname可以包括:
- 任何模型输入。
- 模型中标记的任何线性分析点。
- 的任意线性分析点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)添加分析点到slTuner接口。使用getPoints(万博1manbetxSimulink控制设计)控件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’在创建调优目标时指定该点作为输入信号。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，如果您正在调优一个控制系统模型，T,然后inputname可以是任何输入名称T.InputName．同样,如果T包含一个AnalysisPoint块的位置命名为AP_u,然后inputname可以包括“AP_u”．使用getPoints中可用的分析点的列表一族模型。
如果inputname是一个AnalysisPoint定位广义模型时，调优目标的输入信号是与AnalysisPoint布洛克:

有关控制系统模型中分析点的更多信息，请参见为控制系统分析和设计标记感兴趣的信号．

outputname

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

如果您使用调优目标来调优控制系统的Simulink模型，那么万博1manbetxoutputname可以包括:
- 任何模型输出。
- 模型中标记的任何线性分析点。
- 的任意线性分析点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)添加分析点到slTuner接口。使用getPoints(万博1manbetxSimulink控制设计)控件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”在创建调优目标时指定该点作为输出信号。使用{y1, y2的}指定双通道输出。

如果使用调优目标调优广义状态空间(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，如果您正在调优一个控制系统模型，T,然后outputname中的任何输出名称都可以吗T.OutputName．同样,如果T包含一个AnalysisPoint块的位置命名为AP_u,然后outputname可以包括“AP_u”．使用getPoints中可用的分析点的列表一族模型。
如果outputname是一个AnalysisPoint定位广义模型时，调优目标的输出信号是与AnalysisPoint布洛克:

有关控制系统模型中分析点的更多信息，请参见为控制系统分析和设计标记感兴趣的信号．

王,或者说是

输入和输出加权函数，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。优化目标保证了加权传递函数的无源性:

$H （年代）＝ W_{l} （年代） T （年代） W_{R} （年代），$

在哪里T（年代的传递函数inputname来outputname．这个函数王的输出通道提供权重T（年代),或者说是为输入通道提供权重。你可以指定:

标量加权——使用标量或数字矩阵。
频率相关加权-使用SISO或MIMO数值LTI模型。例如:
```
WL = tf(1，[1 0.01]);Wr = 10;
```

如果王或或者说是是矩阵还是MIMO模型呢inputname而且outputname一定是矢量信号。矢量信号的维数必须满足T（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，标量值和SISO LTI模型会自动扩展到任何输入或输出维度。

如果您是在离散时间调优(也就是说，使用一族模型或slTuner非零接口Ts)，可以将权重函数指定为具有相同的离散时间模型Ts．如果在连续时间内指定权重函数，则调优软件将其离散化。在离散时间中指定权重函数可以更好地控制Nyquist频率附近的权重函数。

的值Wl = []或Wr = []被解释为恒等式。

默认值:［］

属性

`王`	频率加权函数，用于约束传递函数的输出通道，指定为标量、矩阵或SISO或MIMO数值LTI模型。属性的初始值由`王`构造调优目标时的输入参数。
`或者说是`	频率加权函数用于传输函数的输入通道的约束，指定为标量、矩阵或SISO或MIMO数值LTI模型。属性的初始值由`或者说是`构造调优目标时的输入参数。
`IPX`	中所列输入的目标无源性`inputname`，指定为标量值。输入无源性指数定义为的最大值ν这是轨迹｛u（t)，y（t)}加权传递函数H满足: $\int_{0}^{T} y {（ t ）}^{T} u （ t ） d t > ν \int_{0}^{T} u {（ t ）}^{T} u （ t ） d t ，$ 对所有T> 0．默认情况下，调优目标强制加权传递函数具有严格的无源性。若要强制输入无源性索引具有指定的多余或不足的无源性，请设置`IPX`属性。当你这样做时，调优软件: 确保加权响应是严格被动输入时`IPX`> 0。的规模`IPX`设置所需的多余的被动。允许加权响应不是严格被动输入时`IPX`< 0。的规模`IPX`设置允许的被动不足。看到加权无源和输入无源举个例子。看到`getPassiveIndex`有关被动指数的更多信息。默认值:0
`OPX`	中列出的输出的目标无源性`outputname`，指定为标量值。的最大值定义为输出无源性指数ρ这是轨迹｛u（t)，y（t)}加权传递函数H满足: $\int_{0}^{T} y {（ t ）}^{T} u （ t ） d t > ρ \int_{0}^{T} y {（ t ）}^{T} y （ t ） d t ，$ 对所有T> 0．默认情况下，调优目标强制加权传递函数具有严格的无源性。若要强制输出无源性索引具有指定的多余或不足的无源性，请设置`OPX`属性。当你这样做时，调优软件: 确保加权响应输出严格被动时`OPX`> 0。的规模`IPX`设置所需的多余的被动。允许加权响应不输出严格被动时`OPX`< 0。的规模`IPX`设置允许的被动不足。看到加权无源和输入无源举个例子。看到`getPassiveIndex`有关被动指数的更多信息。默认值:0
`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`属性将调优目标的执行限制在特定频带。用正在调优的控制系统模型的频率单位表示这个值(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。Focus = [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。
`输入`	输入信号名称，指定为字符向量的单元格数组。输入信号名称指定用于确定无源性的输入位置，最初由`inputname`论点。
`输出`	输出信号名称，指定为字符向量的单元格数组。输出信号名称指定用于确定无源性的输出位置，最初由`outputname`论点。
`模型`	将调优目标应用到的模型，指定为索引向量。使用`模型`属性在调优控制系统模型数组时使用的`systune`，以强制数组中模型的一个子集的调优目标。例如，假设您想应用调优目标，`要求的事情`，到传递给的模型数组中的第二个、第三个和第四个模型`systune`．要限制调优目标的执行，可以使用以下命令: 要求的事情。模型= 2:4; 当`模型= NaN`，调优目标适用于所有模型。默认值:`南`
`开口`	在评估调优目标时打开的反馈循环，指定为标识循环打开位置的字符向量的单元格数组。根据在您确定的位置打开反馈循环创建的开环配置来评估调优目标。如果您使用调优目标来调优控制系统的Simulink模型，那么万博1manbetx`开口`可以包括模型中标记的任何线性分析点，或模型中的任何线性分析点`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)将分析点和循环开口添加到`slTuner`接口。使用`getPoints`(万博1manbetxSimulink控制设计)控件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的情况下评估调优目标`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`是一个调优目标: 要求的事情。的名字＝'LoopReq'; 默认值:`［］`

例子

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加权无源和输入无源

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创建一个调优目标，强制传递函数的被动性:

$H （年代）＝［ \begin{array}{cccccccccccccccccccc} 1 & 0 \\ 0 & 10 \end{array} ］ T （年代）（ \frac{1}{年代} ），$

在哪里 $T （年代）$ 传递函数来自输入吗' d '到输出[' y ', ' z ']在控制系统模型中。

WL = tf(1，[10 0]);WR = diag([1 10]);TG = TuningGoal。WeightedPassivity(' d ', {“y”，“z”},西城,WR);

使用TG与systune来执行加权的被动要求。

假设不强制加权传递函数的整体被动H，你要确保H输入严格无源，输入前馈无源指数至少为0.1。为此，设置IPX的属性TG．

TG。我PX = 0.1;

提示

使用viewGoal为了可视化这个调优目标。用…强制被动Ipx = 0而且Opx = 0，viewGoal绘制相对被动指数作为频率的函数(参见passiveplot)．这些是的奇异值 $（我 - H （ j ω ）） {（我 - H （ j ω ））}^{- 1}$ ．加权传递函数H当所有频率的最大奇异值小于1时为被动。
为非零IPX或OPX，viewGoal中描述的相对指数算法．
这个调优目标对传递函数施加了一个隐式的最小相位约束H+我,在那里H加权闭环传递函数是从输入来输出中确定的点打开循环进行计算开口．的传输零点H+我是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力学的边界。如果优化无法满足默认边界，或者默认边界与其他需求冲突，则使用systuneOptions更改这些默认值。