鲁棒控制工具箱

鲁棒控制工具箱

为不确定装置设计鲁棒控制器

开始:

植物不确定性的建模与量化

不仅要捕捉植物的典型或名义行为,还要捕捉不确定性和可变性的数量。

将标称动力学与不确定元素(如不确定参数或被忽略动力学)结合起来,建立详细的不确定模型。用不确定状态空间和频率响应模型表示不确定系统。

在线性化Simulink模型时,通过指定一些块为不确定添加不确定性。

不确定参数系统的波德图。

不确定参数系统的波德图。

进行鲁棒性分析

分析不确定性如何影响稳定性和性能。

强大的稳定性和性能

计算基于磁盘的增益和相位裕度的SISO和MIMO反馈环。量化不确定性如何影响控制系统的稳定性和性能。计算系统特定不确定性的鲁棒稳定性和鲁棒性能裕度。

圆盘裕度比经典增益和相位裕度提供了更完整的鲁棒稳定性图像。

圆盘裕度比经典增益和相位裕度提供了更完整的鲁棒稳定性图像。

最坏情况分析

确定不确定元素值的最坏情况组合。计算跟踪误差、灵敏度和磁盘裕度的最坏情况值。比较名义情况和最坏情况。

阶跃干扰的名义和最坏情况拒绝。

阶跃干扰的名义和最坏情况拒绝。

蒙特卡罗分析

在规定的不确定范围内生成不确定系统的随机样本。可视化不确定性如何影响系统的时间和频率响应。使用不确定状态空间块在Simulink中注入不确定性,并执行蒙特卡罗模拟。

采样系统的奈奎斯特图。

采样系统的奈奎斯特图。

鲁棒控制器的设计与调优

综合和自动调优集中式或分布式控制器。

h∞和合成

使用h∞和mu-synthesis等算法合成鲁棒MIMO控制器。

优化固定控制结构的h∞性能。使用混合灵敏度或Glover-McFarlane方法自动化循环成形任务。

具有h∞控制器的不确定闭环模型。

具有h∞控制器的不确定闭环模型。

不确定控制系统的鲁棒整定

指定调谐要求,如跟踪性能、干扰抑制、噪声衰减、闭环极点阻尼和稳定裕度。同时调优多个工厂模型或控制配置。在设备参数的不确定范围内使性能最大化。在时间和频率响应图中评估控制器的鲁棒性。

控制系统调谐器与多个参数变化(调谐响应)。

控制系统调谐器与多个参数变化(调谐响应)。

减少设备和控制员秩序

简化设备或控制器模型,同时保留基本动态。

基于系统的汉克尔奇异值,采用加性误差法或乘性误差法降低模型阶数。降低由h -∞和mu-合成算法产生的控制器的阶数,以消除多余的状态,同时保留基本的动力学。

比较多层建筑刚体运动动力学的原始模型和降阶模型的幅值和相位的波德图。

比较多层建筑刚体运动动力学的原始模型和降阶模型的幅值和相位的波德图。

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