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looptune

クラス: slTunable

Simulink で MIMO フィードバック ループを調整

構文

[ST,gam,info] = looptune(ST0,wc)
[ST,gam,info] = looptune(ST0,wc,Req1,Req2,...)
[ST,gam,info] = looptune(...,options)

説明

[ST,gam,info] = looptune(ST0,wc) は、次の既定の要件を満たすために、slTunable インターフェイス ST0 によって記述された Simulink® 制御システムを調整します。

  • 帯域幅 — 各ループが周波数範囲 wc に収まるゲイン交差周波数

  • 性能 — WC より低い周波数における積分アクション

  • ロバスト性 — wc を超える周波数における適切な安定余裕とゲインのロールオフ

[ST,gam,info] = looptune(ST0,wc,Req1,Req2,...) はフィードバック ループを調整して、1 つまたは複数の調整目標オブジェクト Req に指定されたその他の設計要件を満たします。wc を省略した場合は、明示的にターゲット交差周波数や既定の性能およびロバスト性に関する要件を指定する代わりに、Req オブジェクトに指定された要件を使用します。

[ST,gam,info] = looptune(...,options) は、ターゲット ゲイン余裕、ターゲット位相余裕、および調整アルゴリズムの計算オプションなど、詳細なオプションを指定します。

ヒント

  • slTunable.looptune によって、Simulink モデルに記述されている制御システムに対して Robust Control Toolbox™ の調整コマンド looptune を使用できるようになります。slTunable を使用すると、Simulink モデルと looptune コマンドのインターフェイスが提供され、システムのコンポーネントのうち looptune で調整が可能なものを識別できるようになります。slTunable.looptune を使用するには、Robust Control Toolbox ソフトウェアが必要です。

入力引数

ST0

調整する Simulink 制御システムを表す slTunable インターフェイス オブジェクト。slTunable インターフェイスの作成および構成方法の詳細は、slTunable のリファレンス ページを参照してください。

wc

ターゲット交差領域 [wcmin,wcmax] を指定するベクトル。looptune コマンドは、開ループゲインがターゲット交差領域内で 0 dB を横切るように、制御システムのすべてのループの調整を試みます。

スカラー wc は、ターゲット交差領域 [wc/2,2*wc] を指定します。

Req

設計要件を指定する 1 つまたは複数の TuningGoal オブジェクト。使用可能な要件のタイプには次のものが含まれます。

指定できる設計要件の完全なリストは、を参照してください。

options

looptuneOptions を使用して指定された looptune アルゴリズムのオプションのセット。ターゲット ゲイン余裕および位相余裕など、使用可能なオプションの詳細は、「looptuneOptions」を参照してください。

出力引数

ST

調整された ST0

slTunable.loopview を使用して、グラフィカルに設計を検証します。slTunable.writeBlockValue を使用して、調整されたパラメーター値を Simulink モデルに適用します。

gam

調整のすべての制約条件に対する充足度を示すパラメーター。値が gam <= 1 の場合は、すべての要件が満たされていることを示しています。値が gam >> 1 の場合は、少なくとも 1 つの要件について満たしていないことを示します。slTunable.loopview を使用して、調整結果を可視化し、満たしていない要件を特定します。

最良の結果を得るには、looptuneOptionsRandomStart オプションを使用して、最小化が複数回実行されるようにします。RandomStart に 整数値 N > 0 を設定すると、looptune は、ランダムに選択したパラメーター値から始めて、最適化を N 回余分に実行します。それぞれの実行ごとに gam を検証すれば、設計要件に適合した最適化結果を特定するのに役立ちます。

info

構造体として返される、調整結果の検証データ。info のデータを使用するには、loopview(ST,info) を使用して、調整制約を可視化し、調整された設計を検証します。

info には以下の調整データが含まれています。

Di,Do

状態空間モデルとして返される、最適な入出力スケーリング。スケーリングされたプラントは Do\G*Di によって指定されます。

Specs

TuningGoal 要件オブジェクトのベクトルとして返される、調整に使用される設計要件。

Runs

調整用に looptune に呼び出されて systune により実行される (「アルゴリズム」を参照) 各最適化の実行についての詳細情報。データ構造体として返されます。

Runs の内容は、systune への呼び出しの info 出力です。Runs のフィールドについての詳細は、slTunable.systune のリファレンス ページにある info 出力引数の説明を参照してください。

アルゴリズム

looptune は、ターゲットの帯域幅、性能要求、追加の設計要件を重み関数に自動変換します。この関数は、要件を H 最適化問題として表します。looptune は次に slTunable.systune を使用して、H ノルムが最小となるように調整可能なパラメーターを最適化します。最適化アルゴリズムについての詳細は、「[1]」を参照してください。

looptune は、[2] アルゴリズムと SLICOT ライブラリの構造維持固有値ソルバーを使用して H ノルムを計算します。SLICOT ライブラリの詳細は、http://slicot.org を参照してください。

参考文献

[1] P. Apkarian and D. Noll, "Nonsmooth H-infinity Synthesis." IEEE Transactions on Automatic Control, Vol. 51, Number 1, 2006, pp. 71–86.

[2] Bruisma, N.A. and M. Steinbuch, "A Fast Algorithm to Compute the H-Norm of a Transfer Function Matrix," System Control Letters, 14 (1990), pp. 287-293.

参考

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チュートリアル

操作のヒント

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