Решение задачи

Перед запуском оптимизации откройте диалог Tuned Parameters (Настраиваемые Параметры), убедитесь, чтобы оптимизируемые параметры были определены. Также откройте диалог Uncertain Parameters (Неопределенные Параметры) в меню Optimization.

Нажмите кнопку Start или выберите опцию Start из меню Optimization, или, удерживая нажатой клавишу ускорения, нажмите t, чтобы начать оптимизацию. Наблюдайте изменения и улучшение в реакции СУ в течение оптимизации. Время оптимизации, изменение функции стоимости (costfunction), и окончательные значения настраиваемых переменных могут отличаться для различных компьютеров. Однако, оптимизация должна привести к созданию контроллера, который отвечает всем ограничениям.

Теперь вернитесь к диалогу Uncertain Parameters, задайте верхние и нижние значения неточных параметров объекта. Нажмите кнопку Start для начала процесса оптимизации при неопределенности параметров. Может оказаться, что все ограничения теперь могут быть и не достигнуты, но максимальное отклонение от ограничения меньше чем 0.01. Учитывая степень неопределенности в динамике объекта, такой результат можно считать весьма впечатляющим.

Вы можете поэкспериментировать, если хотите, перемещая границы ограничений в попытке достичь лучшей характеристики системы. Например, уменьшите время нарастания или максимальное динамическое отклонение. Для этого перед изменением ограничений необходимо остановить симуляцию работы модели.

Практическое задание

1. По данным табл. 1 в соответствии с номером своего варианта по рисунку 13 создайте модель СУ статическим объектом второго порядка (блоки Transfer Fcn или Zero Pole библиотеки Continuous и блок Transport Delay -Транспортное запаздывание - библиотеки Continuous) с ПИД-реулятором (блок PID Controller библиотеки Additional Linear) в цепи обратной отрицательной связи.

Рисунок 13

На вход модели СУ подается 2 ступенчатых воздействия (блок Step библиотеки Sources), выход модели подключен к Signal Constraint-блоку (блок Constraint-блок библиотеки Simulink Response Optimization в библиотеке Blocksets & Toolboxes). Для создания обратной связи используйте на входе модели блок Sum библиотеки Commonly Used Blocks. Выделив мышью модель объекта управления, преобразуйте ее в подсистему Объект с помощью команды Create Subsystem меню Edit. Переключение с модели по заданию на модель по нагрузке происходит за счет того, что в каждом блоке Step, в графе Final Value, в зависимости от того, какое возмущение нужно включить, ставится 0 или 1. Проведите две оптимизации, для модели с возмущением по заданию и по нагрузке. Сначала проведите одну оптимизацию, затем включите другое возмущение, измените фигуру переходного процесса и вновь проведите оптимизацию.

2. Откройте диалоговый бокс Tuned Parameters (Настраиваемые параметры) из меню Optimization. Для того чтобы добавить настраиваемые переменные нужно нажать кнопку Add, появится окно Add Parameters (добавление параметров) с параметрами, которые в модели Simulink были объявлены настраиваемыми, а именно Kp Ki Kd, для единовременного выделения параметров нужно нажать и удерживать нажатой клавишу Ctrl и последовательно мышью выделить эти три параметра. Затем нажните OK. Параметры будут добавлены.