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loopview

MIMO フィードバック ループのグラフィカルな解析

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構文

loopview(G,C)
loopview(G,C,info)

説明

loopview(G,C) は、プラント G およびコントローラー C をもつ次の正のフィードバックの、多入力多出力 (MIMO) フィードバック ループの特性をプロットします。

loopview を使用して、looptune を使用して取得した調整された制御システムの性能を解析します。

メモ

slTuner インターフェイスを介して looptune で Simulink® モデルを調整している場合、slTuner の loopview (Simulink Control Design) を使用して制御システムの性能を解析します (Simulink Control Design™ が必要)。

loopview は次の特異値をプロットします。

  • 開ループ周波数応答 G*C および C*G

  • 感度関数 S = inv(1-G*C) および相補感度 T = 1-S

  • 最大 (ターゲット)、実際 (調整) および正規化 MIMO 安定余裕。loopview はマルチループのディスク余裕をプロットします (Stability Analysis Using Disk Margins (Robust Control Toolbox)を参照)。このプロットを使用して、調整されたシステムの安定余裕がターゲット値をはるかに超過していないことを確認します。

特異値の詳細については、sigma を参照してください。

loopview(G,C,info) は looptune によって返される info 構造体を使用します。またこの構文は、システムに課されている調整制約のターゲット値と調整後の値をプロットします。追加のプロットには以下が含まれます。

  • 最大許容値 S および T の特異値。S/T Max がマークされた曲線は、プロットの低周波数側の最大許容値 S および高周波数側の最大許容値 T を示します。これらの曲線は、ターゲット交差の範囲 wc を適用するために looptune が S および T に課す制約です。

  • looptune で使用する任意の調整目標要件によって課される制約のターゲット値および調整された値。

調整ですべての要件を満たせなかった場合は、loopview を info 構造体とともに使用してトラブルシューティングします。

入力引数

G

制御システムのプラントを表す数値 LTI モデルまたは調整可能な genss モデル。プラントは、出力がセンサー信号 (測定) であり、入力がアクチュエータ信号 (制御) である制御システムの一部です。

制御システムを調整するときに、G を looptune からの出力引数として取得できます。

C

制御システムのコントローラーを表す genss モデル。コントローラーは、センサー信号 (測定) を入力として受け取り、アクチュエータ信号 (制御) を出力として生成する制御システムの一部です。

制御システムを調整するときに、C を looptune からの出力引数として取得できます。

info

制御システム調整中に looptune によって返される info 構造体。

例

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ライブ スクリプトを開く

looptune を使用して制御システムを調整し、loopview を使用して調整コントローラーの性能を調べます。

制御システムを作成して調整します。

s = tf('s');
G = 1/(75*s+1)*[87.8 -86.4; 108.2 -109.6];
G.InputName = {'qL','qV'};
G.OutputName = 'y';

D = tunableGain('Decoupler',eye(2));
PI_L = tunablePID('PI_L','pi');
PI_L.OutputName = 'qL';  
PI_V = tunablePID('PI_V','pi'); 
PI_V.OutputName = 'qV';

sum = sumblk('e = r - y',2);
C0 = (blkdiag(PI_L,PI_V)*D)*sum;

wc = [0.1,1];
options = looptuneOptions('RandomStart',5);
[G,C,gam,info] = looptune(-G,C0,wc,options);
Final: Peak gain = 0.956, Iterations = 28
Achieved target gain value TargetGain=1.

コントローラーの性能を調べます。

figure('Position',[100,100,520,1000])
loopview(G,C,info)

Figure contains 5 axes objects. Axes object 1 contains 9 objects of type line. These objects represent S, T, Loop gain(s), Scaled loop gains, Target loop shape, S bound, T bound. Axes object 2 contains an object of type line. These objects represent Required margins, Stability margins. Axes object 3 contains an object of type line. These objects represent Required margins, Stability margins, Tuned lower bound. Axes object 4 contains an object of type line. These objects represent Required margins, Stability margins. Axes object 5 contains an object of type line. These objects represent Required margins, Stability margins, Tuned lower bound.

最初のプロットは、開ループ ゲイン交差が指定された区間 [0.1,1] に近くなることを示します。このプロットには、感度関数 S = inv(1-G*C) および相補感度 T = 1-S の調整された値も含まれています。これらの曲線は、ターゲット交差の範囲 wc を適用するために looptune が S および T に課す制約を反映します。

2 番目と 3 番目のプロットは、調整されたシステムの MIMO 安定余裕がターゲットの範囲内に余裕をもって収まることを示します。

代替方法

slTuner (Simulink Control Design) インターフェイスを介して looptune で調整された Simulink モデルを解析するために、slTuner の loopview (Simulink Control Design) を使用します (Simulink Control Design が必要)。

参考

| (Simulink Control Design) | (Simulink Control Design) | (Simulink Control Design)

トピック