主要内容gydF4y2Ba

idaregydF4y2Ba

离散时间代数Riccati方程的隐式求解器gydF4y2Ba

描述gydF4y2Ba

例子gydF4y2Ba

[gydF4y2BaXgydF4y2Ba,gydF4y2BaKgydF4y2Ba,gydF4y2BalgydF4y2Ba) = idare (gydF4y2BaA, B, Q, R, S、EgydF4y2Ba)gydF4y2Ba计算唯一的稳定解gydF4y2BaXgydF4y2Ba状态反馈增益,gydF4y2BaKgydF4y2Ba,和闭环特征值gydF4y2BalgydF4y2Ba离散时间代数黎卡提方程。gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba TgydF4y2Ba XgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba −gydF4y2Ba EgydF4y2Ba TgydF4y2Ba XgydF4y2Ba EgydF4y2Ba −gydF4y2Ba (gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba TgydF4y2Ba XgydF4y2Ba BgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba )gydF4y2Ba (gydF4y2Ba BgydF4y2Ba TgydF4y2Ba XgydF4y2Ba BgydF4y2Ba +gydF4y2Ba RgydF4y2Ba )gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba (gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba TgydF4y2Ba XgydF4y2Ba BgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba )gydF4y2Ba TgydF4y2Ba +gydF4y2Ba 问gydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba

稳定的解决方案gydF4y2BaXgydF4y2Ba放入所有的特征值gydF4y2BalgydF4y2Ba在单位磁盘内部。gydF4y2Ba

代数Riccati方程在LQR/LQG控制、H2-和h -∞控制、卡尔曼滤波和谱或协素分解中起着关键作用。gydF4y2Ba

例子gydF4y2Ba

[gydF4y2BaXgydF4y2Ba,gydF4y2BaKgydF4y2Ba,gydF4y2BalgydF4y2Ba,gydF4y2Ba信息gydF4y2Ba) = idare (gydF4y2Ba___gydF4y2Ba)gydF4y2Ba也返回一个结构gydF4y2Ba信息gydF4y2Ba包含离散时间代数Riccati方程解的附加信息。gydF4y2Ba

[gydF4y2Ba___gydF4y2Ba) = idare (gydF4y2Ba___gydF4y2Ba,gydF4y2Ba“noscaling”gydF4y2Ba)gydF4y2Ba关闭内置缩放并设置缩放向量的所有项gydF4y2Ba信息。SxgydF4y2Ba和gydF4y2Ba信息。老gydF4y2Ba为1。关闭缩放可以加快计算速度,但对准确性有害gydF4y2BaA, B, Q, R, S、EgydF4y2Ba是差了。gydF4y2Ba

例子gydF4y2Ba

[gydF4y2Ba___gydF4y2Ba) = idare (gydF4y2Ba___gydF4y2Ba,gydF4y2Ba“反”gydF4y2Ba)gydF4y2Ba计算抗稳定解gydF4y2BaXgydF4y2Ba这就得到了所有的特征值gydF4y2BalgydF4y2Ba在单位磁盘外面。gydF4y2Ba

例子gydF4y2Ba

全部折叠gydF4y2Ba

对于本例,考虑以下矩阵集,求解离散时间代数Riccati方程:gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba =gydF4y2Ba [gydF4y2Ba -gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba .gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba -gydF4y2Ba 3.gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba .gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba .gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ]gydF4y2Ba BgydF4y2Ba =gydF4y2Ba [gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ]gydF4y2Ba 问gydF4y2Ba =gydF4y2Ba [gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 3.gydF4y2Ba ]gydF4y2Ba RgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba .gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba .gydF4y2Ba

找到稳定的解决方案使用gydF4y2BaidaregydF4y2Ba用的默认值来求解上述矩阵gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba和gydF4y2BaEgydF4y2Ba.gydF4y2Ba

一个= (-0.9,-0.3,0.7,0.1);B = (1, 1);Q = [1, 0, 0, 3];R = 0.1;[X, K, L,信息]= idare (A, B, Q, R, [], [])gydF4y2Ba
X =gydF4y2Ba2×2gydF4y2Ba4.7687 0.9438 0.9438 3.2369gydF4y2Ba
K =gydF4y2Ba1×2gydF4y2Ba-0.2216 - -0.1297gydF4y2Ba
L =gydF4y2Ba2×1gydF4y2Ba-0.4460 - -0.0027gydF4y2Ba
信息=gydF4y2Ba结构体字段:gydF4y2BaSx: [2x1 double] Sr: 1 U: [2x2 double] V: [2x2 double] W: [-0.0232 0.0428] Report: 0gydF4y2Ba

在这里,gydF4y2BaXgydF4y2Ba是唯一的稳定解,gydF4y2BaKgydF4y2Ba包含状态反馈增益,gydF4y2BalgydF4y2Ba包含闭环特征值,而gydF4y2Ba信息gydF4y2Ba包含解决方案的附加信息。gydF4y2Ba

对于本例,考虑以下矩阵集,求解离散时间代数Riccati方程:gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba =gydF4y2Ba [gydF4y2Ba -gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba .gydF4y2Ba 9gydF4y2Ba -gydF4y2Ba 3.gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba .gydF4y2Ba 7gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba .gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ]gydF4y2Ba BgydF4y2Ba =gydF4y2Ba [gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ]gydF4y2Ba 问gydF4y2Ba =gydF4y2Ba [gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 3.gydF4y2Ba ]gydF4y2Ba RgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba .gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba .gydF4y2Ba

找到抗稳定的解决方案使用gydF4y2Ba“反”gydF4y2Ba选项,以解决上述矩阵的默认值gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba和gydF4y2BaEgydF4y2Ba.gydF4y2Ba

一个= (-0.9,-0.3,0.7,0.1);B = (1, 1);Q = [1, 0, 0, 3];R = 0.1;[X, K, L] = idare (A, B, Q, R, [], [],gydF4y2Ba“反”gydF4y2Ba)gydF4y2Ba
X =gydF4y2Ba2×2gydF4y2Ba0.5423 0.4996 0.4996 0.5569gydF4y2Ba
K =gydF4y2Ba1×2gydF4y2Ba-118.0177 - 490.9023gydF4y2Ba
L =gydF4y2Ba2×1gydF4y2Ba-371.4426 - -2.2420gydF4y2Ba

在这里,gydF4y2BaXgydF4y2Ba是独特的抗稳定解决方案,gydF4y2BaKgydF4y2Ba包含状态反馈增益,和gydF4y2BalgydF4y2Ba包含闭环特征值。gydF4y2Ba

输入参数gydF4y2Ba

全部折叠gydF4y2Ba

输入矩阵,指定为矩阵。gydF4y2Ba

的矩阵gydF4y2Ba问gydF4y2Ba和gydF4y2BaRgydF4y2Ba必须是埃尔米特。一个方阵是厄米矩阵如果它等于它的复共轭转置,也就是说,gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba jgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba ¯gydF4y2Ba jgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba 我gydF4y2Ba .gydF4y2Ba

关于厄米矩阵的更多信息,请看gydF4y2BaishermitiangydF4y2Ba.gydF4y2Ba

矩阵gydF4y2BaEgydF4y2Ba必须是非奇异。gydF4y2Ba

当矩阵gydF4y2BaRgydF4y2Ba,gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba和gydF4y2BaEgydF4y2Ba省略或设置为gydF4y2Ba[]gydF4y2Ba,gydF4y2BaidaregydF4y2Ba使用默认值:gydF4y2Ba

  • R =我gydF4y2Ba

  • S = 0gydF4y2Ba

  • E =我gydF4y2Ba

如果输入gydF4y2Ba问gydF4y2Ba和gydF4y2BaRgydF4y2Ba是纯量值,gydF4y2BaidaregydF4y2Ba将它们解释为单位矩阵的倍数。gydF4y2Ba

选项关闭内置缩放,指定为gydF4y2Ba“noscaling”gydF4y2Ba.当你关闭内置缩放功能时,gydF4y2BaidaregydF4y2Ba设置缩放向量中的所有元素gydF4y2Ba信息。SxgydF4y2Ba和gydF4y2Ba信息。老gydF4y2Ba为1。关闭缩放可以加快计算速度,但对准确性有害gydF4y2BaA, B, Q, R, S、EgydF4y2Ba是差了。gydF4y2Ba

选择计算抗稳定解决方案,指定为gydF4y2Ba“反”gydF4y2Ba.当您启用此选项时,gydF4y2BaidaregydF4y2Ba计算抗稳定解gydF4y2BaXgydF4y2Ba这就把所有的特征值gydF4y2Ba(a - b * K, E)gydF4y2Ba在单位磁盘外面。gydF4y2Ba

唯一的稳定和反稳定都需要知道完整的Riccati微分方程的相位画像。gydF4y2Ba

输出参数gydF4y2Ba

全部折叠gydF4y2Ba

离散时间代数Riccati方程的唯一解,以矩阵形式返回。gydF4y2Ba

默认情况下,gydF4y2BaXgydF4y2Ba是离散时间代数Riccati方程的稳定解。当gydF4y2Ba“反”gydF4y2Ba选择是使用,gydF4y2BaXgydF4y2Ba是抗稳定的解决方案。gydF4y2Ba

idaregydF4y2Ba返回gydF4y2Ba[]gydF4y2Ba为gydF4y2BaXgydF4y2Ba当没有有限稳定解时。gydF4y2Ba

状态反馈增益,以矩阵形式返回。gydF4y2Ba

状态反馈增益gydF4y2BaKgydF4y2Ba计算为:gydF4y2Ba

KgydF4y2Ba =gydF4y2Ba (gydF4y2Ba BgydF4y2Ba TgydF4y2Ba XgydF4y2Ba BgydF4y2Ba +gydF4y2Ba RgydF4y2Ba )gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba (gydF4y2Ba BgydF4y2Ba TgydF4y2Ba XgydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba +gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba TgydF4y2Ba )gydF4y2Ba .gydF4y2Ba

idaregydF4y2Ba返回gydF4y2Ba[]gydF4y2Ba为gydF4y2BaKgydF4y2Ba当没有有限稳定解时。gydF4y2Ba

闭环特征值,以矩阵形式返回。gydF4y2Ba

闭环特征值gydF4y2BalgydF4y2Ba计算为:gydF4y2Ba

lgydF4y2Ba =gydF4y2Ba egydF4y2Ba 我gydF4y2Ba ggydF4y2Ba (gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba −gydF4y2Ba BgydF4y2Ba KgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba EgydF4y2Ba )gydF4y2Ba .gydF4y2Ba

idaregydF4y2Ba返回gydF4y2Ba[]gydF4y2Ba为gydF4y2BaXgydF4y2Ba和gydF4y2BaKgydF4y2Ba当没有有限稳定解时。gydF4y2BalgydF4y2Ba是非空的,即使什么时候gydF4y2BaXgydF4y2Ba和gydF4y2BaKgydF4y2Ba是空矩阵。gydF4y2Ba

关于唯一解决方案的信息,作为带有以下字段的结构返回:gydF4y2Ba

  • SxgydF4y2Ba-用于缩放状态的值向量。gydF4y2Ba

  • 老gydF4y2Ba-用于缩放的值的向量gydF4y2BaRgydF4y2Ba矩阵。gydF4y2Ba

  • UgydF4y2Ba,gydF4y2BaVgydF4y2Ba和gydF4y2BaWgydF4y2Ba-表示相关缩放矩阵铅笔的稳定不变子空间基的值的向量。有关更多信息,请参见gydF4y2Ba算法gydF4y2Ba.gydF4y2Ba

  • 报告gydF4y2Ba—标量:gydF4y2Ba

    • 0gydF4y2Ba-唯一解是精确的。gydF4y2Ba

    • 1gydF4y2Ba—溶液精度差。gydF4y2Ba

    • 2gydF4y2Ba-解不是有限的。gydF4y2Ba

    • 3.gydF4y2Ba-辛谱,表示为gydF4y2Ba(L; 1. / L)gydF4y2Ba,在单位圆上有特征值。gydF4y2Ba

限制gydF4y2Ba

  • (A-zE, B)gydF4y2Ba必须的积,gydF4y2BaEgydF4y2Ba和gydF4y2BaRgydF4y2Ba必须是可逆的,然后呢gydF4y2Ba(B; S, R)gydF4y2Ba有一个有限稳定解的满列秩gydF4y2BaXgydF4y2Ba存在并有限虽然这些条件一般来说并不充分,但当满足以下条件时,它们就充分了:gydF4y2Ba

    • [gydF4y2Ba 问gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba RgydF4y2Ba ]gydF4y2Ba ≥gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba

    • [gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba −gydF4y2Ba BgydF4y2Ba RgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 问gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba RgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba TgydF4y2Ba ]gydF4y2Ba 是可发觉的gydF4y2Ba

算法gydF4y2Ba

不变子空间的基gydF4y2Ba

idaregydF4y2Ba用下面的铅笔计算一个基底gydF4y2Ba(U, V; W)gydF4y2Ba与这个铅笔的稳定或反稳定的有限特征值相关联的不变子空间。gydF4y2Ba

米gydF4y2Ba −gydF4y2Ba zgydF4y2Ba NgydF4y2Ba =gydF4y2Ba [gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba BgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 问gydF4y2Ba EgydF4y2Ba TgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba RgydF4y2Ba ]gydF4y2Ba −gydF4y2Ba zgydF4y2Ba [gydF4y2Ba EgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 一个gydF4y2Ba TgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba 0gydF4y2Ba −gydF4y2Ba BgydF4y2Ba TgydF4y2Ba 0gydF4y2Ba ]gydF4y2Ba

数据被自动缩放,以降低特征值在单位圆附近的灵敏度,并增加稳定不变子空间和反稳定不变子空间之间的分离。gydF4y2Ba

解、状态反馈增益和比例向量之间的关系gydF4y2Ba

解决方案gydF4y2BaXgydF4y2Ba和状态反馈增益gydF4y2BaKgydF4y2Ba与比例向量有关gydF4y2BaU, V, WgydF4y2Ba由下列方程组得出:gydF4y2Ba

XgydF4y2Ba =gydF4y2Ba DgydF4y2Ba xgydF4y2Ba VgydF4y2Ba UgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba DgydF4y2Ba xgydF4y2Ba EgydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba KgydF4y2Ba =gydF4y2Ba −gydF4y2Ba DgydF4y2Ba rgydF4y2Ba 吴gydF4y2Ba −gydF4y2Ba 1gydF4y2Ba DgydF4y2Ba xgydF4y2Ba ,gydF4y2Ba

在那里,gydF4y2Ba

DgydF4y2Ba xgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 诊断接头gydF4y2Ba (gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba xgydF4y2Ba )gydF4y2Ba ,gydF4y2Ba DgydF4y2Ba rgydF4y2Ba =gydF4y2Ba 诊断接头gydF4y2Ba (gydF4y2Ba 年代gydF4y2Ba rgydF4y2Ba )gydF4y2Ba .gydF4y2Ba

另请参阅gydF4y2Ba

|gydF4y2Ba|gydF4y2Ba|gydF4y2Ba|gydF4y2Ba|gydF4y2Ba|gydF4y2Ba|gydF4y2Ba(鲁棒控制工具箱)gydF4y2Ba|gydF4y2Ba(鲁棒控制工具箱)gydF4y2Ba|gydF4y2Ba(鲁棒控制工具箱)gydF4y2Ba|gydF4y2Ba(鲁棒控制工具箱)gydF4y2Ba

介绍了R2019agydF4y2Ba