主要内容

建模不确定性

处理和理解不确定性的影响是控制工程师的重要任务。反馈控制系统的主要工作是减少某些形式的不确定性(初始条件、低频干扰)的影响,而不灾难性地增加其他主要形式(传感器噪声、模型不确定性)的影响。

闭环稳定性是在初始条件或任意小扰动下处理(总是存在)不确定性的方法。

低频范围的高增益反馈是一种处理未知偏差和干扰对过程输出的影响的方法。在这种情况下,您被迫使用高频范围的滚动式滤波器来处理反馈系统中的高频传感器噪声。

最后,诸如增益和相位裕度(以及它们的一般化)这样的概念有助于量化稳定性和性能的敏感性模型不确定性,即控制输入如何直接影响反馈变量的不精确知识。

鲁棒控制的核心是一个概念不确定的LTI系统。当系统增益或其他参数不能精确地知道,或可以在给定范围内变化时,就会产生模型不确定性。实参数不确定性的例子包括不确定极点和零点位置以及不确定增益。你也可以有非结构化的不确定性,这意味着复杂的参数变化满足给定的幅度界限。

使用鲁棒控制工具箱™软件,您可以创建不确定的LTI模型,如MATLAB®为鲁棒控制应用程序专门设计的对象。通过使用加法、乘法和除法组合子系统的模型,以及使用Control System Toolbox™命令,您可以构建复杂系统的模型反馈融通

鲁棒控制工具箱软件具有内置功能,允许您简单而自然地指定模型的不确定性。主要的构建块,称为不确定的因素(或不确定的控制设计模块)是不确定的实参数和不确定的线性时不变对象。它们可用于创建流程模型中模型不确定性的粗糙和简单描述,或详细和复杂描述。

一旦制定,高级系统鲁棒性工具可以帮助您分析由系统模型不确定性带来的闭环系统稳定性和性能的潜在退化。

稳健性分析工具综述

函数

描述

尿素的

创建不确定实参数。

ultidyn

创造不确定的、线性的、时不变的动态。

umargin

在反馈回路中建立不确定增益和相位的模型。

号航空母舰

由不确定状态空间矩阵生成不确定状态空间对象。

ufrd

创建不确定的频率响应对象。

loopsens

为MIMO反馈连接计算所有相关的开环和闭环量。

diskmargin

一次计算环以及多环系统的MIMO增益和相位裕度,包括同时的增益/相位裕度。

robgain

不确定系统的鲁棒性。

robstab

计算一个名义稳定的不确定系统的鲁棒稳定裕度。

wcgain

计算一个名义稳定的不确定系统的最坏情况增益。

wcdiskmargin

计算最坏情况(在不确定情况下)基于磁盘的一次环的增益和相位裕度。

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