主要内容

满足时域和频域要求的设计优化(GUI)

这个例子使用了:

打开脚本

方法调优控制器以满足时域和频域设计要求响应优化器．

该示例需要Simulink®Control Design™软件。

飞机纵向飞行控制模型

打开Simulink模型。

sys =“sdoAircraft”；open_system(系统);

飞机模型是基于Simulink的slexAircraftExample模型。模型包括:

  • 模型飞机动力学子系统(飞机动力学模型)、阵风(德莱顿阵风模型)，以及先导重力(导频重力计算）.

  • 在模拟1秒时应用于飞机操纵杆的阶跃变化，导致飞机向上俯仰。

控制器设计问题

调整控制器增益以满足以下时域和频域设计要求:

  • 迎角α对操纵杆的阶跃变化的响应，上升时间小于1秒，超调量小于1%，并在不到5秒的时间内稳定在稳定状态的1%以内

  • 俯仰率控制回路具有良好的跟踪低于1 rad/s和20 dB噪声抑制超过100 rad/s

  • 操纵杆对飞行员重力的闭环响应小于0 dB，大于5 rad/s。

这些要求在保持飞行性能的同时，减少了飞行员在操纵杆变化时所经历的高频重力。

该模型包括以下模块(来自Simulink®Design Optimization™和Simulink Control Design model Verification库):

  • α响应指定alpha步骤响应要求。

  • 俯仰率回路指定pitch-rate性能要求。

线性化输入/输出已在线性化选项卡。俯仰率回路从控制器的输入(控制器错误信号)开始，到俯仰率传感器的输出结束。攻角循环是打开信号，因此块只计算俯仰率循环响应。线性系统在仿真时间为0时进行计算。

的界限TAB指定了以下pitch-rate loop形状要求:

  • 在0.01 rad/s至0.1 rad/s范围内大于20 dB

  • 在0.1 rad/s至1 rad/s范围内大于0 dB

  • 在100 rad/s到1000 rad/s范围内小于-20 dB

  • 先导G响应指定重力要求。

线性化输入/输出已在线性化选项卡。线性系统在仿真时间为0时进行计算。

的界限tab指定在5 rad/s 100 rad/s范围内小于0 dB的重力要求。

打开响应优化器

打开响应优化器以交互方式配置和运行设计优化问题。点击响应优化的块参数对话框α响应，俯仰率回路或先导G响应块。另外,类型sdotool(“sdoAircraft”)．要同时显示多个需求图，请使用视图标签在应用程序。

应用程序检测Model Verification块中指定的需求，并自动将它们作为需要满足的需求包含进来。

指定设计变量

指定以下模型参数作为优化设计变量:

  • 控制器增益Ki而且Kf

  • 俯仰率传感器增益Kq

  • 传感器增益卡

在设计变量集下拉列表，选择新．打开一个选择优化模型参数的对话框。

选择Ki，Kf，Kq而且卡．单击<<将所选参数添加到设计变量集。

指定最小和最大增益值Ki而且Kf值必须保持为负卡而且Kq必须保持积极。

新闻输入输入值之后。

点击好吧．一个新变量DesignVars出现在响应优化器浏览器。

评估初始设计

点击地块模型响应对模型进行仿真，验证初始设计是否满足设计要求。

结果表明，当前设计不满足导频g力要求，违反了alpha阶跃响应超调要求。

优化设计

创建一个图来显示在优化过程中如何修改控制器变量。在绘制数据下拉列表，选择DesignVars，其中包含优化设计变量Ki，Kf，Kq而且卡．在添加图下拉列表，选择迭代的阴谋．

点击优化．

单击，加载预配置文件并运行优化开放在响应优化选项卡，选择sdoAircraft_sdosession.mat．或者输入以下命令加载项目:

>> load sdoAircraft_sdosession

> > sdotool (SDOSessionData)

优化进度窗口在每次迭代时更新，并显示优化在5次迭代后收敛。

的α响应而且先导G响应以图表示满足设计要求。的DesignVars图中显示控制器增益收敛到新的值。

单击，查看优化后的设计变量值DesignVars在响应优化器浏览器。设计变量的优化值在Simulink模型中自动更新。

%关闭模型bdclose (“sdoAircraft”）
Baidu
map