验证收益调度控制系统

调谐增益计划需要仔细的验证。调优过程保证只在每个设计点附近具有合适的性能。此外,调优忽略了工厂状态变量和调度变量之间的动态耦合(参见4.3节,“隐藏耦合”,In)[1])。验证的最佳实践包括:

  • 检查调谐增益表面,以确保他们是顺利和良好的表现。

  • 在所有设计点根据系统响应可视化调优目标。

  • 检查设计点之间调谐控制系统的线性性能。

  • 在全非线性系统仿真中验证增益调度。

在密度较大的网格上检查线性性能σ比你用于设计的值。如果在设计点之间没有保持足够的线性性能,您可以添加更多的设计点并进行重新调整。

执行非线性仿真,驱动闭环系统通过其整个工作范围。要特别注意那些导致调度变量快速变化的操作。

检查调谐增益面

调优之后,将调优后的增益作为调度变量的函数进行检查,以确保它们在运行范围内是平滑的和表现良好的。可视化调谐增益表面使用viewSurf命令。

可视化优化目标

使用调优目标图将您的设计需求与调优控制系统的线性响应进行可视化。调优目标图以图形方式显示调优目标被满足或违背的位置和程度。这种可视化可以让您检查控制系统与理想性能的接近程度。它还可以帮助您识别调优的问题,并提供关于如何改进设计的线索。

有关使用调优目标图的一般信息,请参阅可视化优化目标。对于获得调度的控制系统,使用它生成的调优目标图viewGoal提供附加信息,帮助您评估每个调优目标对结果的影响。

固定调优目标

对于应用于多个设计点的固定调优目标,viewGoal在所有这些设计点绘制相关的系统响应。例如,假设您调优了anslTuner接口,,rct_CSTR模型中描述按计划控制一个化学反应器(控制系统工具箱)。您可以使用viewGoal查看该示例的五个设计点在多大程度上满足增益目标R3。结果图显示了所有五个设计点的相关增益曲线。单击显示调度变量相应值的任何增益行Cr

圣viewGoal (R3)

不同优化目标

使用不同的目标创建varyingGoal在每个设计点应用不同的目标响应。当您使用viewGoal来检查一个变化的目标时,图中最初显示的是目标,并在设计网格的第一个设计点调整响应。例如,假设您调优了一个控制系统在一个包含两个调度变量的设计网格上,使用一个变化的目标房车这在整个网格中是不同的。调优后,检查房车

圣viewGoal (Rv)

点击改变打开让您选择一个设计点以查看目标和调优响应的滑块。

检查线性性能

除了检查与调优目标相关的线性响应外,还要检查系统的其他线性响应,以确保行为是合适的。您可以通过提取和绘制系统响应来实现这一点验证调谐控制系统

对于计划收益的系统,在比设计时更密集的操作点网格上检查线性性能是一个很好的实践。如果系统没有在设计点之间保持足够的线性性能,那么您可以添加更多的设计点并进行重新调整。

验证非线性系统的增益调度

因为systune针对每个设计点的线性化,在全非线性系统的仿真中测试调谐结果是非常重要的。执行非线性仿真,驱动闭环系统通过其整个工作范围。要特别注意那些导致调度变量快速变化的操作。

在调优slTuner接口,使用writeBlockValue将调优后的控制器参数写入Simulink万博1manbetx®这种模拟的模型。此命令可以将调优增益调度写入查找表块,矩阵插值块,MATLAB函数为其指定a的块tunableSurface参数化。

查找表

用于查找表块和矩阵插值块,writeBlockValue在块中指定的断点处自动计算调谐增益面。这些断点不需要与用于调优的设计点相同。因为tunableSurface以参数形式描述增益计划,writeBlockValue可以计算增益在任何调度变量的值。

如果您已经重新调整了设计点的子集,您可以使用writeLookupTableData更新部分查询表数据,而保持其余数据不变。

MATLAB函数块

对于增益调度实现为MATLAB函数块,writeBlockValue自动生成MATLAB®编码并将其推入块中。所生成的MATLAB函数接受调度变量,并返回tunableSurface。要查看特定增益曲面的MATLAB代码,请使用codegen命令。

参考文献

吕伟杰,“增益调度之研究”,自动化, 36(2000),第1401-1425页。

另请参阅

||||

相关的话题