Материал: A7TZrRHEJI

На рис. 4.2 показаны результаты работы программы анализа (сигналы управляемого выпрямителя и их обозначения для исходных данных):

U, B; I, A

Текст программы с комментариями в Приложении.

11

5.ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ ДИНАМИЧЕСКИХ ЗВЕНЬЕВ

СПРИМЕНЕНИЕМ ПАКЕТА NCD (THE NONLINEAR CONTROL DESIGN BLOCKSET), ВХОДЯЩЕГО В ПАКЕТ SIMULINK

СИСТЕМЫ MATLAB

5.1. Описание пакета NCD

Пакет NCD представляет графический интерфейс пользователя (Graphical User Interface – GUI) проектирования динамических систем во временной области.

С помощью NCD пакета можно найти оптимальные параметры настройки для нелинейной модели системы в SIMULINK, которые обеспечат требуемый переходной процесс по заданным графически ограничениям в окне временной области. Любое число переменных SIMULINK, включая скалярные, векторные и матричные величины, могут быть объявлены настраиваемыми или оптимизируемыми.

Для этого надо ввести имена переменных в соответствующем диалоговом боксе. Границы неопределенности можно задать для любых переменных.

Пакет NCD делает процесс достижения требуемого переходного процесса и оптимизации настраиваемых параметров интуитивным и легким.

Для использования пакета NCD необходимо лишь включить в схему модели SIMULINK специальный NCD блок.

В зависимости от версии MATLAB, он называется Output Constraint, Signal Constraint, NCD Constraint.

Для этого блок соединяют с требуемым сигналом модели, чтобы определить параметры сигнала и ограничения во временной области.

Пакет NCD автоматически преобразует ограничения во временной области в ограничения задачи оптимизации параметров системы, а затем решит задачу, используя алгоритмы и процедуры, заложенные в пакете Optimization.

Задача оптимизации переменных с учетом наложенных ограничений, сформулированная в NCD-пакете, последовательно вызывает симуляцию работы модели системы в SIMULINK, сравнивает полученные результаты с заданными ограничениями переходного процесса и, используя градиентный метод, изменяет настраиваемые параметры для достижения заданной формы процесса.

Пакет NCD позволяет вводить неопределенность в задание динамических параметров объекта управления, проводить симуляцию методом Монте

12

Карло, задавать верхние и нижние границы настраиваемых переменных и изменять критерий достижения цели.

Ход процесса оптимизации можно видеть в графическом окне задания ограничений прямо при выполнении симуляции. По окончанию процесса результаты можно просмотреть в рабочем окне MATLAB. Промежуточные результаты выводятся там после каждого шага симуляции. Оптимизацию параметров можно прервать до ее окончания с целью вывода промежуточных результатов или изменения модели.

Примечание. При использовании блока NCD, например, Output Constraint, применяются последовательные приближения, т. е., если реакция не полностью соответствует заданной, но близка к ней, следует повторить процесс оптимизации.

Параметры предшествующего процесса сохраняются, исходя из них алгоритм может найти более точное решение с минимальными затратами времени и ресурса памяти.

5.2. Настройки блока оптимизации

Настройки осуществляются посредством графического интерфейса оптимизации реакции. Пример: блок Output Constraint (рис. 5.1).

Опция Tuned Parameters позволяет создать список параметров, выбранных пользователем в качестве плана оптимизации модели и задать допустимый диапазон их изменения.

Переменные с соответствующими именами должны присутствовать в модели, а их начальные значения – в рабочем поле workspaсe системы Matlab.

Пункт меню Uncertain Parameters («сомнительные параметры») вызывает список параметров настройки и определяет метод оптимизации при введении в модель неопределенности. Обычно не требуют редактирования и используются по умолчанию.

Goals – формулирование задачи.

Прочие опции можно найти в справочной системе help.

13

Список литературы

1. Васильев А. С. Передаточные функции вентильных преобразователей в системах электропитания при малых возмущениях / А. С. Васильев, П. А. Кошелев // Электричество. – 1985. – № 1.

2.Худяков В. Ф., Хабузов В. А. Моделирование источников вторичного электропитания в среде MATLAB.X: учеб. пособие / Ред.-изд. центр ГУАП.

СПб., 2008.

3.Кошелев П. А., Парамонов С. В., Пшенкин С. Н. Автоматизированное оптимальное проектирование системы управления источником питания для плазменной резки в программах на языке MATLAB // Официальное электронное издание Трудов II Всерос. науч. конф. «Проектирование научных и инженерных приложений в среде MATLAB», (ISBN 5-201-14971- 5). М., 25–26 мая 2004. М.: Изд-во Ин-та проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН. С. 988–999.

4.Nelder J. A., Miad R. A Simplex Method for Function Minimisation // The Comp Journal. – № 7. – 1985.– P. 308–313.

5.Герман-Галкин С. Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: учеб. пособие. – СПб.: КОРОНА принт., 2001.

6.Электронные ресурсы.

http://eelib.narod.ru/toe/Novg_2.01/29/Ct29

http://pers.narod.ru/study/methods/05.html

15