鲁棒控制器设计使用μ合成- MATLAB和Simulink MathWorks西班牙金宝app - 金宝app,下载188bet金宝搏,金宝搏官方网站

使用μ综合鲁棒控制器设计

的技术μ合成扩展的方法H_∞合成为一个不确定的植物设计鲁棒控制器。您可以执行μ合成植物具有参数不确定性、动态不确定性,或者两者都使用musyn命令。

musyn寻求一个控制器,最小化健壮H_∞闭环系统的性能。鲁棒H_∞性能,也叫μ,量化建模的不确定性是如何影响一个反馈回路的性能。对象的细节μ,以及它是如何计算,请参阅强劲的性能测量μ综合。

基本μ合成的工作流

您可以使用musyn:

合成“黑匣子”非结构化的鲁棒控制器。
大力调整顺序固定或固定的结构控制器等组成的可调元件PID控制器,状态空间模型和静态收益。

μ合成的非结构化的控制器

μ合成的非结构化控制器类似于控制器合成hinfsyn,除了植物包括不确定性。与hinfsyn,你设置你的问题反馈系统CL =融通(磷、钾),在那里P是工厂和K是控制器的设计。

植物在融通的反馈控制器连接到K P P输入w和u,和输出z和y。K u和输入输出y。

图中:

w代表了扰动输入。
u代表了控制输入。
z代表输出保持小的错误。
y代表了测量输出提供给控制器。

你构建不确定的植物P通过构建一个与不确定的系数(状态空间模型尿素的或ucomplex)块,不确定动力学(ultidyn块),或两者兼而有之。建造工厂,这样测量输出y最后输出,控制输入u是最后的输入。与hinfsyn,您可以选择增加植物与权重函数的输入和输出(loop-shaping过滤器)代表控制目标。

然后通过这种植物musyn寻求一个控制器K这最小化了健壮的H_∞性能。状态空间模型作为一个返回的控制器。一个简单的例子,请参阅非结构化的鲁棒控制器合成在musyn参考页面。

μ合成固定的结构控制器

而不是获得一个控制器,状态空间模型是一个自由的,你可以指定一个固定的控制器结构和可调参数。musyn然后调整这些参数的最小化H_∞系统的性能。μ合成固定的结构控制器类似于控制器的优化hinfstruct,除了植物包括不确定性。

为固定的结构设置问题μ合成,你构建一个广义状态空间(一族)模型的不确定性与可调控制器闭环系统元素。这样做,您将创建和连接:

数字LTI代表固定组件的控制系统模型
不确定的控制设计等模块尿素的和ultidyn块代表的不确定组件工厂
可选LTI加权函数(loop-shaping过滤器),代表控制目标
可调控制设计等模块tunablePID,可调参数,tunableGain代表可调系统的组件

这样的一个例子,展示了如何构建一个模型,明白了构建可调控制系统模型和不确定参数。

你通过可调,不确定闭环模型musyn寻求可调参数的值,优化健壮H_∞从模型中输入其输出性能。一个简单的例子,请参阅固定的结构控制器的健壮的调优在musyn参考页面。

如果你有一个仿真软件金宝app^®模型的控制系统,您可以使用slTuner与指定的不确定参数线性化模型和可调谐块。然后使用getIOTransfer提取一个一族模型的控制器设计musyn。例如,看到的模型不确定性模型的健壮的调优金宝app。

解释μ综合的结果

musyn返回一个鲁棒控制器K(非结构化控制器调优)或调谐的版本控制系统CL(固定的结构控制器调优)。它还返回最佳实现健壮的H_∞性能的CLperf输出参数。这个值与控制器返回的告诉你musyn的峰值增益闭环系统仍低于CLperf为1 /不确定性CLperf在归一化单位。例如:

CLperf闭环增益仍低于0.5 = 0.5意味着不确定性的不确定性输入模型中指定的两倍。最坏的增益为指定的不确定性通常较小。
CLperf= 2意味着不确定性闭环增益仍低于2一半在指定的不确定性CL。这个值,最坏的获得完整的指定可以更大的不确定性。它甚至可以是无限的,这意味着系统并不保持稳定的全方位指定的不确定性。

更详细的信息关于这个数量和它是如何计算的,看到的强劲的性能测量μ综合。

找到K,musyn使用一个迭代过程D-K迭代。这个过程可以解决一系列扩展H_∞问题。频率相关落下的石块,叫做D和G落下的石块,利用不确定性的结构。执行D-K迭代,musyn:

使用H_∞合成找到控制器最小化标称系统的闭环增益。
执行一个估计的鲁棒性分析H_∞闭环系统的性能。这个量是表示为一个按比例缩小的H_∞规范包括D和G落下的石块(D一步)。
发现一个新的控制器来最小化H_∞规范在步骤2中(获得K一步)。
重复步骤2和3,直到健壮的性能改善。

数学这个算法是如何工作的详细信息,请参阅D-K迭代过程。

musyn给你两种方法监测和解释算法的进展:默认显示的显示。

默认的`musyn`显示

默认情况下,musyn提供了一个简短的展示在MATLAB算法进展^®命令窗口。例如:

DG-K迭代总结:- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -鲁棒性能符合订单- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Iter K步峰μDG适合D G 1 100 5.747 - 6.394 10 4 2 10 6 3 5.221 3.433 4.607 2.682 2.263 2.627 10 4 4 1.987 1.687 2.18 10 6 5 10 8 6 1.079 1.087 1.09 1.287 1.192 1.377 10 8 7 1.076 1.046 1.055 8 6 8 10 6 9 1.045 1.022 1.039 1.049 1.024 1.044 8 6 10 1.04 1.023 1.033 8 6最好实现健壮的性能:1.02

显示信息包括每个D-K迭代。

K步列——第一个迭代,这个值是H_∞闭环标称系统控制器合成后的性能。对于剩余的迭代,这列显示了扩展H_∞规范后控制器综合。
峰μ列,强劲的性能( $\bar{μ}$ ,一个上限μ)的控制器设计K步。
DG适合列,按比例缩小的H_∞性能拟合后D和G落下的石块与理性的功能。
合适的订单列-订单的有理函数用来适应迭代落下的石块。如果系统只有复杂的不确定性,或当“MixedMU”选择musynOptions被设置为“关闭”,然后musyn不适用G扩展。在这种情况下,只有D合适的顺序列出。

如果你看到一个大的区别峰μ和DG适合值在给定迭代,它是一个信号musyn找不到适合落下的石块。在这种情况下,您可以尝试增加最大适合使用“FitOrder”选择musynOptions。

其他方法来改善结果,明白了改善μ综合的结果。

完整的`musyn`显示

你可以获得一个更详细的视图的进步D-K迭代通过设置“显示”选择musynOptions来“全部”。如果你打开充分展示musyn每个D-K迭代后停顿,这样你可以查看详细的迭代的结果。除了中描述的信息默认musyn显示,充分展示:

显示了控制器合成(详细的计算信息K当前迭代的步骤)。非结构化的控制器,看到hinfsyn信息显示。固定的结构控制器,看到hinfstructOptions。
显示了适合的信息D落下的石块,G当前迭代的落下的石块(如果有的话)。的信息包括符合顺序为每个不确定块落下的石块。它还包括一个拟合优度的分数。小于或等于1的分数表明足够的适合μ合成。
生成的情节,让你可视化D和G装配前,强劲的性能,扩展H_∞拟合后的性能。检查这些图可以帮助你确定最大的健康秩序足够高来捕获所有的频率相关的变异落下的石块(参见FitOrder选择musynOptions的更多信息)。

的D适合或D、G适合图显示了扩展数据和相应的合理的适合。

musyn结果的例子充分展示在图窗口有四个轴。每个轴显示的大小D作为频率的函数的一个不确定的块调整系统。图窗口底部的单选按钮标签D(对角线)、D(对角),和詹。

使用单选按钮选择落下的石块检查:

D(对角线)显示的对角元素的大小D落下的石块。
D (offdiagonal)显示的大小和相位的非对角元素D落下的石块。这个情节是当你的系统又不确定的块。(见“FullDG”选择musynOptions为更多的信息。)
詹显示的大小和相位G落下的石块。G落下的石块存在只有当真正的不确定性和MixedMU选择musynOptions是“上”。看到改善μ综合的结果。