主要内容

可视化调整目标

当您调整控制系统时Systune.或者控制系统调谐器,使用调整目标图来可视化您对调谐控制系统响应的设计要求。调整目标绘图以图形方式显示,满足或违反调整目标的位置和违反。此可视化可让您检查控制系统是否有理想性能的接近程度。它还可以帮助您确定调谐的问题,并提供有关如何提高您设计的线索。

调整目标情节

您如何获得调整目标图取决于您的工作环境。

  • 在命令行,使用viewgoal.

  • 控制系统调谐器,您创建的每个调整目标都会生成调整目标图。当您调整控制系统时,这些绘图更新以反映调谐设计。

调谐目标图的形式取决于您使用的特定调整目标。

时域目标

对于时域调整目标,调整目标图是相关系统响应的时域图。以下地图,改编了实施例柴油机的MIMO控制,示出了用于时域干扰抑制目标的典型调谐域图。虚线表示调整目标中规定的最糟糕的可接受步骤响应。实线显示调谐系统的相应响应。

频域目标

频域调谐目标的曲线显示频域中的目标响应和调谐响应。以下地图,改编了实施例固定结构自动驾驶仪适用于乘客喷气式飞机,显示一个增益目标的情节(TuningGoal.gain.在命令行)。该调谐目标将指定输入和输出之间的增益限制为频率相关的配置文件。在绘图中,虚线显示了在调整目标中指定的增益配置文件。如果调谐系统响应(实线)进入着阴影区域,则违反调整目标。在这种情况下,调整目标在所有频率都满足。

边缘目标

有关解释用于稳定性边缘目标的调整目标图的信息,请参阅控制系统调谐中的稳定性边距

虚线与阴影区域之间的差异

通过一些频域调整目标,您可以在调整目标中指定的增益配置文件之间存在差异,并且软件用于调谐的配置文件。在这种情况下,曲线的阴影区域反映了软件用于调谐的轮廓。您指定的增益配置文件以及用于调整的增益配置文件可能有所不同,如果:

  • 您在离散时间内调整控制系统,但在连续时间内指定增益配置文件。

  • 该软件修改指定增益配置文件的渐近才能提高数值稳定性。

用于离散时间调谐的连续时间增益配置文件

当您调整离散时间控制系统时,您可以使用离散时间或连续时间传输函数指定频率相关的调谐目标。如果使用连续时间传递函数,调谐算法在调谐之前将传输函数离散。例如,假设您指定如下的调整目标。

w = zpk([],[0 -150 -150],1125000);req = tuninggoal.maxloopgain('xloc',w);

进一步假设您使用调整目标Systune.调整离散时间雄鸡模型或SLTUNER.界面。CL.是由此产生的调谐控制系统。要检查结果,请生成调谐目标图。

ViewGoal(REQ,CL)

情节显示W.,作为虚线指定的连续时间最大环路增益。阴影区域显示了离散版本W.Systune.用于调整。离散的最大环路增益在与样本时间相对应的奈奎斯特频率下切断CL.。靠近该截止,阴影区域偏离虚线。

绘图突出显示,有时优选使用离散时间增益配置文件的离散时间调谐来指定调谐目标。特别是,指定离散时间分布可以让您更好地控制奈奎斯特频率附近的增益配置文件的行为。

数字稳定性的修改

当您使用具有频率依赖规范的调谐目标时,调谐算法使用频率加权函数来计算调谐目标的归一化值。此加权函数来自您指定的增益配置文件。对于数字途径,加权函数必须稳定且正确。为了数字稳定性,它们的动态必须与控制系统动态相同的频率范围。由于这些原因,软件可能会调整指定的增益配置文件以消除不期望的低频或高频动态或渐近。调用修改调整目标以进行更好的数字调节的过程正则化

例如,考虑以下跟踪目标。

r1 = tuninggoal.tracking('r''是',TF([1 0 0],[1 2 1]));ViewGoal(R1)

这里,控制带宽约为1 rad / s,增益轮廓在s = 0处具有两个零,在加权函数中变得不稳定(参见TuningGoal.Tracking.有关详细信息)。正则化将这些零移动到约0.01 rad / s,并且在大约10时关闭最大跟踪误差水平-3(0.1%)。如果您需要更好的跟踪精度,可以在错误配置文件中明确指定截止频率。

r2 = tuninggoal.tracking('r''是',TF([1 0 5E-8],[1 2 1]);ViewGoal(R2)设置(GCA,'ylim',[1E-4,10])

但是,对于数值安全,无论指定的增益配置文件如何,正则化加权函数始终均匀缩小。

访问正则化功能

当您在命令行工作时,您可以使用使用的正常增益配置文件重量级或者重量级命令。有关详细信息,请参阅调谐算法执行正则化的各个调谐目标的参考页面:

控制系统调谐器,您无法直接查看正则化加权函数。相反,使用调整目标命令生成等效的调整目标,并使用重量级或者重量级访问正常的功能。

改善调整结果

如果调整结果无法充分满足您的设计要求,请调整您的调整目标,以提高结果。例如:

  • 指定必须为硬目标的调整目标。或者,通过将它们指定为柔软的目标,放松调整目标不是绝对要求的。

  • 限制强制执行频率域目标的频率范围。

    • 控制系统调谐器, 使用在频率范围内执行目标调谐目标对话框的字段。

    • 在命令行,使用重点财产的财产TuningGoal.目的。

如果调整结果确实满足您的设计要求,则可以如上所述验证调谐控制系统验证调谐控制系统

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