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D-K迭代过程

您可以使用MusynCommand to design a robust controller for an uncertain plant, as described in使用MU合成的强大控制器设计。使用的算法Musyn是一个迭代过程称为D-K迭代。在此过程中,功能:

  1. UsesHsynthesis to find a controller that minimizes the closed-loop gain of the nominal system.

  2. perForms a robustness analysis to estimate the robustH闭环系统的性能。该数量表示为缩放H涉及动态量表的规范称为dandG鳞片(d步)。

  3. F一世ndsa new controller to minimize the scaledHnorm obtained in step 2 (thek步)。

  4. 重复步骤2和3,直到稳健性能停止改善。

这俩dstep andk步骤是数学密集型计算。算法的详细信息如下。

D步骤

我nthed步,Musyn计算上限 μ 坚固的Hperformance for the current controllerk。thed步骤从闭环不确定系统进行强大的性能分析开始t= lft(p,,,,k,如下图。

关d-loop system T with inputs and output z. T consists of nominal system T_0 in LFT feedback configuration with an uncertain block Delta_unc. T_0 is a nominal plant P_0, having input w and output z, in an LFT feedback configuration with controller K.

我ntroducing a performance block Δperf改变强大的绩效分析t至a robust-stability analysis of the feedback loop in the following diagram.

与块三角洲T_0融通反馈配置。

在这里,δ是增强的不确定性结构

Δ (( Δ p e r F 0 0 Δ n C

Musyn计算 μ ,在健壮的上限H表现。为此,Musyn选择频率网格{ω1,,,,…,ωn}。为了twith complex uncertainty only,Musyn计算每个频率ω一世

μ 一世 = 一世nF d 一世 d 一世 t 0 (( j ω 一世 d 一世 - 1

频率依赖性矩阵d用δ上下班称为dsCalings. μ 是网格中所有频率的最大结果,

μ = 最大限度 一世 μ 一世

当您使用时Musyn,您可以访问res你lts of thed以多种方式迈出。

  • the defaultMusyn显示显示 μ For each iteration in thepeak MU柱子。

  • Musyn返回 μ For each iteration in thePeakmu领域信息output argument.

  • Musyn返回d一世一世ntheDG领域信息output argument.

  • to visualize the frequency-dependence ofd一世,,,,set the'Display'选项MusynOptions'full'

有关计算和解释的更多详细信息 μ , 看MU合成的强大性能度量

D拟合和缩放H表现

Musyn适合合理功能d((s)到秤的顺序{d一世}。拟合产生数量μF叫做sCaledHperformance,,,,

μ F d (( t 0 d - 1

因为拟合不确定,μF一世stypically somewhat larger than μ

您可以通过几种方式访问​​拟合结果。

  • the defaultMusyn显示显示μFFor each iteration in theDG合适柱子。

  • Musyn返回μFFor each iteration in the峰值领域信息output argument.

  • Musyn返回拟合功能博士andDCF一世elds of the信息output argument.

  • 要可视化拟合功能的频率依赖性,请设置'Display'选项MusynOptions'full'

k步

t0取决于控制器的选择kby the relationt0= lft(p0,,,,k。因此,最小化μF关于k一世sa scaledH合成问题。因此,在k步,Musyn你sesHinfsynorHinfStruct至Compute a controllerk*that minimizesμF。最小数量是缩放的H规范。为了使算法取得进展,新控制器必须提高在d步:

d lft (( p 0 ,,,, k * d - 1 < μ

否则,进度不足以补偿适合错误。因此Musyn终止D-K迭代过程k*不能改善由'TolPerf'选项MusynOptions

您可以访问k以多种方式迈出。

  • the defaultMusyn显示显示the scaledH每次迭代的规范k步柱子。

  • Musyn返回新的控制器kof the信息输出参数和相应的缩放H每次迭代的规范伽玛场地。

Mixed Real and Complex Uncertainty

当系统具有真实和复杂的不确定性时,您将“混合木”选项MusynOptions'上',,,,Musyn使用其他G-scaling to improve the computation of μ 。the algorithm in this case is called混合合成

对于混合不确定性,Musyn计算 μ 一世 和鳞片dr((ω一世),dC((ω一世), 和Gcr((ω一世)这样

(( t 0 (( j ω 一世 H (( d r (( ω 一世 - j G C r H (( ω 一世 j G C r (( ω 一世 - μ 一世 2 d C (( ω 一世 (( t 0 (( j ω 一世 0

在网格中的每个频率下。

MusynF一世ts thedandG通过构建合理函数来扩展数据

F (( s = Ψ (( s (( d r (( s 0 0 d C (( s

这样

  • dr((s),dC((s)和ψ(s)稳定,稳定。

  • dr((s) 和dC((s)近似对角线条目的平方根dr((ω一世) 和dC((ω一世)。

  • Fapproximately satisfies

    (( d r (( ω 一世 - j G C r H (( ω 一世 j G C r (( ω 一世 - μ 2 d C (( ω 一世 F (( j ω 一世 H j F (( j ω 一世 ,,,, j = (( r 0 0 - C

最后,缩放H性能定义为

μ F t (( s ,,,,

在哪里 t (( s 是转换的系统,

t (( s μ t 1 t 2 - 1 ,,,, (( t 1 (( s t 2 (( s Ψ (( s (( d r (( s t 0 (( s d C (( s

确切适合dandG,,,, t (( j ω 一世 = μ 一世 。therefore, in general, μ F μ

因为转换的系统 t (( s 仍然是控制器的线性分数函数k, 这kstep for the mixed-μ案例通过计算控制器来进行k*that minimizes t

使用时Musyn,您可以访问dandG鳞片以几种方式。

  • Musyn返回dandG缩放数据DG领域信息output argument.

  • Musyn返回拟合功能博士,,,,DC,,,,andpsiF一世elds of the信息output argument.

  • 要可视化缩放数据和拟合功能的频率依赖性,请设置'Display'选项MusynOptions'full'

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