鲁棒控制理论学习:静态状态反馈H∞控制器

news2025/1/16 7:46:24

鲁棒性,即系统的健壮性,是指在异常和危险情况下系统能够维持其功能和性能的能力。在控制系统中,鲁棒性表现为系统在参数摄动下维持某些性能的特性。例如,当控制系统面临输入错误、磁盘故障、网络过载或有意攻击等挑战时,其能否保持稳定并继续有效运行,就体现了其鲁棒性。

状态反馈和前馈是提升系统鲁棒性的两种重要手段。状态反馈是将系统的状态信息作为反馈信号,通过反馈回路来调整系统的控制输入,以达到期望的控制目标。而前馈则是将干扰或预测的未来状态信息提前加入到控制输入中,以抵消或减小干扰对系统输出的影响。

全 信 息或 状 态 反 馈)H∞控制问题

考虑一个动力 学系统如下

若存在状态反馈 Fx 使得系统稳定 即使得 +BF 为稳定矩阵 则称动态系统 或矩阵对 是可镇定的
如下方程描述的 MIMO 动态系统
闭环系统的方程为
% 定义系统参数  
J = 1; % 假设的转动惯量,可以根据实际情况修改这个值  
  
% 定义状态空间模型的矩阵  
A = [0 1; 0 0];  
B = [0 0; 1/J 0];  
B_disturbance = [0 0; 0 -1/J]; % 外部干扰的输入矩阵  
C = [1 0; 0 1]; % 输出矩阵,这里假设同时观测位置和速度  
D = [0 0; 0 0]; % 直接传递矩阵,通常为零,因为没有直接传递项  
  
% 创建状态空间模型  
sys = ss(A, [B B_disturbance], C, D);  
  
% 分割B矩阵为控制输入矩阵和扰动输入矩阵  
B_u = B(:,1); % 控制输入矩阵  
B_d = B(:,2); % 扰动输入矩阵  
  
% 定义状态反馈矩阵K  
% 这通常基于某些优化准则,例如极点配置或LQR设计  
% 在这里,我们简单地选择一个反馈矩阵作为示例  
K = [k1 k2]; % k1和k2是反馈系数,需要根据设计要求来选择它们  
  
% 计算闭环系统的状态矩阵  
A_closed = A - B_u*K;  
  
% 创建闭环系统的状态空间模型(不考虑扰动)  
sys_closed = ss(A_closed, B_u, C, D);  
  
% 分析闭环系统  
% 例如,绘制极点图  
pole(sys_closed);  
grid on;  
title('Pole-Zero Map of the Closed-Loop System');  
  
% 或者绘制Bode图  
bode(sys_closed);  
grid on;  
title('Bode Plot of the Closed-Loop System');  

对比下输出反馈:

系统的H∞范数对应于bode图中幅值曲线的峰值,而系统的H2范数则对应于bode图中幅值曲线下方的面积。
H∞范数不超过一个上界,H2范数尽可能小,以保证系统对于不确定性具有鲁棒稳定性,并表现出更好的性能。
在状态反馈情况下,闭环系统的H∞性能并不能通过增加控制器的阶数来加以改进,因此,系统的H∞状态反馈控制器,总是能够选择一个静态控制律。

将其运用H∞的计算思路,通过矩阵A,B1,B2,C1等计算得到状态反馈矩阵K以此进行状态变量的控制作用!
鲁棒控制理论(七)H∞目标跟踪学习笔记 - 知乎1 跟踪问题的引出 u=C_1r+C_2v=(C_1,C_2) \left( \begin{matrix} r \\ v \end{matrix} \right)\\ 取目标函数如下 2 转换为标准鲁棒控制问题3 根据传递函数推导LMI形式(1)假设(A,B,C)系统为可控可测的 \dot{x}=…icon-default.png?t=N7T8https://zhuanlan.zhihu.com/p/113223023
Discrete-time state-feedback controller with integral action - Simulink- MathWorks 中国The State-Feedback Controller block implements a discrete-time state-feedback controller with integral action.icon-default.png?t=N7T8https://ww2.mathworks.cn/help/sps/ref/statefeedbackcontroller.html?searchHighlight=state%20feedback&s_tid=srchtitle_support_results_3_state%2520feedback
Multi-model/multi-objective state-feedback synthesis - MATLAB msfsyn- MathWorks 中国This MATLAB function computes a state-feedback control u = Kx thaticon-default.png?t=N7T8https://ww2.mathworks.cn/help/robust/ref/msfsyn.html?searchHighlight=state%20feedback&s_tid=srchtitle_support_results_22_state%2520feedback
Generalized state-space model - MATLAB- MathWorks 中国Generalized state-space (genss) models are state-space models that include tunable parameters or components.icon-default.png?t=N7T8https://ww2.mathworks.cn/help/control/ref/genss.html?searchHighlight=state%20feedback&s_tid=srchtitle_support_results_26_state%2520feedback
鲁棒控制(Ⅰ)—LMI处理方法_lmi求解控制器参数-CSDN博客文章浏览阅读5.5k次,点赞6次,收藏51次。系统的H∞范数对应于bode图中幅值曲线的峰值,而系统的H2范数则对应于bode图中幅值曲线下方的面积。H∞范数不超过一个上界,H2范数尽可能小,以保证系统对于不确定性具有鲁棒稳定性,并表现出更好的性能。在状态反馈情况下,闭环系统的H∞性能并不能通过增加控制器的阶数来加以改进,因此,系统的H∞状态反馈控制器,总是能够选择一个静态控制律。Matlab中计算Hinf最优控制器命令为:hinfsyn 或者 hinflmi。连续系统控制器求解举例:% hinflmiclear;clc;A = [0];_lmi求解控制器参数https://blog.csdn.net/qq_34551090/article/details/112754683
10. SISO反馈控制器设计 (1):状态反馈控制 State Feedback Control - 知乎Lyapunov稳定性理论我就先跳过了。有需要用到的时候,我会简单提一下。未来需要再读很多文献才能开始着手写nonlinear system。设计系列的文章我会先从SISO开始讲起,然后再往MIMO方面推广。这里先不涉及鲁棒控制和…icon-default.png?t=N7T8https://zhuanlan.zhihu.com/p/108753324

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.coloradmin.cn/o/1628534.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

相关文章

视频质量评价PSNR的两种计算方法

PSNR(峰值信噪比) 峰值信号的能量与噪声的平均能量之比,本质的是比较两张图像像素值差异,用途较广,目前仍作为对照其他指标的基线。PSNR的单位是dB,数值越大表示失真越小。 mn单色图像 I 和K, …

SpringCloud系列(17)--将服务消费者Consumer注册进Zookeeper

前言:在上一章节中我们把服务提供者Provider注册进了Zookeeper,而本章节则是关于如何将服务消费者Consumer注册进Zookeeper 1、再次创建一个服务提供者模块,命名为consumerzk-order80 (1)在父工程下新建模块 (2)选择模块的项目类型为Maven并…

WIFI加密方式对无线速率的影响

文章目录 无线加密三种选择:WEP、WPA和WPA2测试平台和测试方法非加密和WEP加密测试 结果差别巨大非加密条件下 300M无线路由实测WEP加密条件下 300M无线路由实测 TKIP加密算法:WPA与WPA2成绩低迷WPA加密(TKIP加密算法)条件下 300M…

TypeScript入门第一天,所有类型+基础用法+接口使用

表示逻辑值&#xff1a;true 和 false。在JavaScript和TypeScript里叫做boolean | | 数组类型 | 无 | 声明变量为数组。 // 在元素类型后面加上[] let arr: number[] [1, 2]; // 或者使用数组泛型&#xff0c;Array<元素类型> let arr: Array [1, 2]; | | 元组…

大数据—数据采集DataX

一、DataX介绍 官网&#xff1a; DataX/introduction.md at master alibaba/DataX GitHub DataX 是阿里云 DataWorks数据集成 的开源版本&#xff0c;在阿里巴巴集团内被广泛使用的离线数据同步工具/平台。 DataX 实现了包括 MySQL、Oracle、OceanBase、SqlServer、Postgre、…

翻译《The Old New Thing》 - Why .shared sections are a security hole

Why .shared sections are a security hole - The Old New Thing (microsoft.com)https://devblogs.microsoft.com/oldnewthing/20040804-00/?p38253 Raymond Chen 2004年08月04日 许多人会推荐使用共享数据节作为在应用程序的多个实例之间共享数据的一种方式。这听起来是个好…

立即刷新导致请求的response没有来得及加载造成的this request has no response data available

1、前端递归调用后端接口 const startProgress () > {timer.value setInterval(() > {if (progress.value < 100) {time.value--;progress.value Math.ceil(100 / wait_time.value);} else {clearInterval(timer.value);progress.value 0;timer.value null;time.…

pytest-asyncio:协程异步测试案例

简介&#xff1a;pytest-asyncio是一个pytest插件。它便于测试使用异步库的代码。具体来说&#xff0c;pytest-asyncio提供了对作为测试函数的协同程序的支持。这允许用户在测试中等待代码。 历史攻略&#xff1a; asyncio并发访问websocket Python&#xff1a;协程 - 快速创…

vscode安装中文插件不生效

在 escode 中&#xff0c;安装了上面的插件&#xff0c;但是界面依然显示的是英文。 解决方案 使用组合键 ctrshiftp&#xff0c;输入 Configure Display Language&#xff0c; 选中 zh-cn&#xff0c;重启

机器视觉3D视觉检测系统的优势

随着科技的飞速发展&#xff0c;机器视觉技术已经成为现代工业生产中不可或缺的一部分。特别是3D视觉检测系统&#xff0c;其优势日益凸显&#xff0c;为各行业的质量控制和生产自动化提供了强大的支持。本文将探讨机器视觉3D视觉检测系统的优势&#xff0c;并分析其在实际应用…

C语言入门课程学习笔记-6

C语言入门课程学习笔记-6 第27课 - 字符数组与字符串&#xff08;上&#xff09;第28课 - 字符数组与字符串&#xff08;下&#xff09;第29课 - 数组专题练习&#xff08;上&#xff09;第30课 - 数组专题练习&#xff08;下&#xff09; 本文学习自狄泰软件学院 唐佐林老师的…

【图像压缩算法】霍夫曼编码

1. 研究背景 霍夫曼在1952年提出一种构造最佳码的方法&#xff0c;称之为霍夫曼编码&#xff08;Huffman)。霍夫曼编码是一种无损的统计编码方法&#xff0c;利用信息符号概率分布特性的改变字长进行编码。霍夫曼编码适用于多元独立信源&#xff0c;对于多元独立信源来说它是最…

淘宝API接口大全:淘宝app商品详情数据接口

淘宝APP商品详情数据接口是用于获取商品详情信息的专用API&#xff0c;适用于移动应用开发者使用。 要使用这个接口&#xff0c;你需要遵循以下步骤&#xff1a; 了解和申请API权限&#xff1a;在使用淘宝API接口之前&#xff0c;需要先前往淘宝开放平台了解相关的API文档&am…

Git泄露和hg泄露原理理解和题目实操

一.Git泄露 1.简介 Git是一个开源的分布式版本控制系统&#xff0c;它可以实现有效控制应用版本&#xff0c;但是在一旦在代码发布的时候&#xff0c;存在不规范的操作及配置&#xff0c;就很可能将源代码泄露出去。那么&#xff0c;一旦攻击者发现这个问题之后&#xff0c;就…

速卖通自养号测评:如何规避安全风险?

对于初涉电商领域的新卖家而言&#xff0c;进行销量测评显得尤为关键。由于速卖通新店铺往往难以获得平台活动的支持&#xff0c;流量也相对匮乏&#xff0c;因此&#xff0c;开店的首要任务便是进行测评&#xff0c;通过积累一定的评论和销售数据。 测评的益处颇多&#xff0…

Java web应用性能分析之【sysbench基准测试】

Java web应用性能分析之【CPU飙高分析之MySQL】-CSDN博客 Java web应用性能分析之【Linux服务器性能监控分析概叙】-CSDN博客 Java web应用性能分析概叙-CSDN博客 Java web应用性能分析之【基准测试】-CSDN博客 上面基本科普了一下基准测试&#xff0c;这里我们将从sysbench…

leetCode60. 排列序列

leetCode60. 排列序列 方法一:语法版&#xff0c;面试官不认可的方法&#xff1a;next_permutation函数 // 方法一&#xff1a;使用next_permutation函数&#xff0c;将某容器设置为当前按照字典序 // 的下一个全排列的内容 class Solution { public:string getPermutation(in…

将游戏界面与注册/登录界面连接到一起

一、 导包 在注册页面中导入一个import subprocess包 二、 使用代码将其连接到一起 在循环中加入下面这一行代码&#xff0c;用来实现效果 subprocess.run(["python", "game代码.py"]

RocketMQ 部署

RocketMQ 部署 1、安装依赖&#xff08;Java&#xff09; [rootMicroservices ~]# mkdir -p /data/businessServer/ [rootMicroservices ~]# cd /data/businessServer/# 获取安装包&#xff08;下载较慢&#xff09; [rootMicroservices businessServer]# wget https://githu…

【深度学习实战(25)】搭建训练框架之ModelEMA

一、什么是ModelEMA&#xff1a; 在深度学习中&#xff0c;经常会使用EMA&#xff08;指数移动平均&#xff09;这个方法对模型的参数做平均&#xff0c;以求提高测试指标并增加模型鲁棒。 指数移动平均&#xff08;Exponential Moving Average&#xff09;也叫权重移动平均&a…