looptune

调整固定的结构反馈回路

语法

[G、C、gam] = looptune (G0 C0, wc) [G、C、gam] = looptune (G0 C0, wc, Req1,…, ReqN) [G、C、gam] = looptune(…,选项) [G、C、联欢,信息]= looptune (…)

描述

(G,C,gam)= looptune (G0,C0,wc)曲调的反馈回路

符合下列违约要求:

带宽,增益为每个循环交叉频率间隔wc
下面的性能——积分作用的频率wc
健壮性——足够的稳定的利润和获得以上频率碾轧wc

可调的一族模型C0指定控制器结构、参数和初始值。该模型G0指定工厂。G0可以是一个数字LTI模型,或者,co-tuning植物和控制器,可调一族模型。传感器信号y(测量)和致动器的信号u(控制)定义植物和控制器之间的边界。

请注意

为优化模型金宝app^®模型与looptune,使用slTuner(金宝app仿真软件控制设计)创建一个接口仿真软件模型。金宝app然后您可以优化控制系统looptune(金宝app仿真软件控制设计)为slTuner(需要金宝app仿真软件控制设计™)。

(G,C,gam)= looptune (G0,C0,wc,Req1,…, ReqN)曲调反馈回路来满足额外的设计要求中指定一个或多个优化目标对象Req1,…, ReqN。省略wc使用中指定的要求Req1,…, ReqN而不是一个明确的目标交叉频率和默认性能和鲁棒性要求。

(G,C,gam]= looptune (…选项)进一步指定选项,包括目标增益裕度,阶段目标利润率,计算选择优化算法。

(G,C,gam,信息]= looptune (…)返回一个结构信息关于调整结果的附加信息。使用信息与loopview命令来可视化优化约束和验证优化设计。

输入参数

`G0`	数字LTI模型或可调`一族`代表工厂控制系统优化模型。工厂的部分控制系统传感器的输出信号(测量)和致动器输入的信号(控制)。使用`连接`构建`G0`从单个数字或可调组件。
`C0`	广义线性时不变模型代表控制器。`C0`指定控制器结构、参数和初始值。控制器是控制系统的一部分,其接收传感器信号(测量)作为输入,并产生致动器信号(控制)作为输出。使用控制设计模块和广义线性时不变模型来表示可调控制器的组件。使用`连接`构建`C0`从单个数字或可调组件。
`wc`	向量指定目标交叉区域`[wcmin, wcmax]`。的`looptune`命令试图调整所有循环控制系统的开环增益十字架0 dB交叉区域内的目标。一个标量`wc`指定目标交叉区域`(wc / 2, 2 * wc)`。
`Req1,…, ReqN`	一个或多个`TuningGoal`对象指定设计要求,如`TuningGoal.Tracking`,`TuningGoal.Gain`,或`TuningGoal.LoopShape`。
`选项`	的选项设置`looptune`算法,使用指定`looptuneOptions`。看到`looptuneOptions`可用选项的信息,包括目标增益裕度和相位。

输出参数

G

调优。

如果G0是一个数值线性时不变模型,G是一样的G0。

如果G0是一个可调一族模型中,G是一个一族模型与控制设计块相同的数量和类型G0。的当前值G是植物。

C

调整控制器。C是一个一族模型与控制设计块相同的数量和类型C0。的当前值C是调整控制器。

gam

参数表示程度的成功在会议调优约束。的值gam < = 1表明所有的需求得到满足。gam > > 1表明未能满足至少一个的要求。使用loopview调优结果形象化和识别不满足要求。

为达到最佳效果,使用RandomStart选项looptuneOptions获得几个最小化运行。设置RandomStart一个整数N > 0原因looptune运行优化N额外的时间,从随机选择的参数值。您可以检查gam每次运行,以帮助确定优化结果满足设计要求。

信息

数据验证优化结果,作为一个结构返回。使用的数据信息,使用命令loopview (G、C、信息)可视化优化约束和验证优化设计。

信息包含以下优化数据:

迪,

最优输入和输出落下的石块,返回状态空间模型。按比例缩小的植物是由\ G *迪吗。

规格

设计要求,looptune构造调用systune调优(见算法),作为一个向量的返回TuningGoal要求对象。

运行

执行的每个优化运行的详细信息systune当调用looptune调优(见算法),作为一个返回的数据结构。

的内容运行是信息调用的输出systune。字段的信息运行,请参阅信息输出参数的描述systune参考页面。

例子

下图优化控制系统,实现0.1和1之间的交叉rad /分钟。

2×2工厂G是由:

$G (年代) = \frac{1}{75年年代 + 1} (\begin{matrix} 87.8 & - 86.4 \\ 108.2 & - 109.6 \end{matrix}] 。$

固定的结构控制器,C,包括三个部分:2×2解耦矩阵D和两个PI控制器PI_L和PI_V。的信号r,y,e向量值信号维度2。

建立数值模型,代表了植物和一个可调模型,代表了控制器。名字输入和输出的图,所以looptune知道如何互连装置和控制器通过控制和测量信号。

s =特遣部队(“s”);G = 1 / (75 * s + 1) * (87.8 - -86.4;108.2 - -109.6);G。InputName = {' qL ', ' qV};G。OutputName = ' y ';D = tunableGain(“解耦”,眼(2));D。InputName =“e”; D.OutputName = {'pL','pV'}; PI_L = tunablePID('PI_L','pi'); PI_L.InputName = 'pL'; PI_L.OutputName = 'qL'; PI_V = tunablePID('PI_V','pi'); PI_V.InputName = 'pV'; PI_V.OutputName = 'qV'; sum1 = sumblk('e = r - y',2); C0 = connect(PI_L,PI_V,D,sum1,{'r','y'},{'qL','qV'}); wc = [0.1,1]; [G,C,gam,info] = looptune(G,C0,wc);

C在这种情况下,调整控制器吗一族与相同的块类型模型C0。

您可以检查调整的结果loopview。

算法

looptune自动转换目标带宽、性能要求和额外的设计要求到作为权重函数表达需求H_∞优化问题。looptune然后使用systune最小化优化可调参数H_∞规范。对优化算法的更多信息,见[1]。

looptune计算H_∞规范使用的算法[2]而且还利用eigensolvers SLICOT库。关于SLICOT库的更多信息,请参阅https://github.com/SLICOT。

选择

为优化仿真软件模型金宝applooptune,请参阅slTuner(金宝app仿真软件控制设计)和looptune(金宝app仿真软件控制设计)(需要金宝app仿真软件控制设计)。

引用

[1]p Apkarian和d·诺尔(“非光滑h∞合成”。IEEE自动控制51卷1号,2006年,页71 - 86。

[2]Bruinsma,附加说明,M. Steinbuch. "A Fast Algorithm to Compute the H_∞传递函数矩阵的范数”。系统和控制信14号4(1990年4月):287 - 93。

扩展功能

自动并行支持金宝app
加速代码通过自动运行并行计算使用并行计算工具箱™。

并行运行,设置“UseParallel”来真正的使用looptuneOptions。

有关更多信息,请参见加快优化与并行计算工具箱软件。

版本历史

介绍了R2016a

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R2016a:功能从鲁棒控制工具箱

R2016a之前,此功能需要一个鲁棒控制工具箱™许可证。

另请参阅