第七章 鲁棒控制与鲁棒控制器的设计 《控制系统仿真与CAD》精品课课件.pptVIP

第7 章鲁棒控制与鲁棒控制器设计;主要内容;7.1 线性二次型 Gauss 控制;定义最优控制的指标函数为;7.1.2 使用 MATLAB 求解 LQG 问题; LQG 控制器设计的分离原理; 基于观测器的 LQG 调节器设计;由 Kalman 滤波器方程;Date;【例7-2】;7.1.3 带有回路传输恢复的 LQG 控制;【例7-3】;Date;回路传输恢复技术(loop transfer recovery，LTR); 先求解标准的 LQ 问题，然后应用 LTR 技术;Date;【例7-4】 对【例7-3】不同的 q 值应用 LTR 技术;Date;应用 MATLAB 求解 LQG/LTR 问题;【例7-5】 对【例7-3】选定一个 q 向量，设计 LTR 控制器，并绘制出不同 q 值下环路传递函数 的 Nyquist 图。;7.2鲁棒控制问题的一般描述;7.2.1 小增益定理;假设 为稳定的，则当且仅当小增益条件;7.2.2 鲁棒控制器的结构;闭环系统传递函数为; 最优控制问题 其中需求解 ； 最优控制问题 其中需求解 ； 控制问题 需要得出一个控制器满足;加权灵敏度问题的控制结构框图;式中;这时鲁棒控制问题可以集中成下面三种形式：;7.2.3 鲁棒控制系统的 MATLAB 描述;Date;Date;【例7-6】; 分析与综合工具箱和 LMI 工具箱的 模型描述;变换出系统矩阵 P;【例7-7】用【例7-6】中的对象模型和加权函数， 得出其系统矩阵模型 P ;7.3 鲁棒控制器的 计算机辅助设计;7.3.1 鲁棒控制工具箱的 设计方法;控制器存在的前提条件为;【例7-8】对【例7-6】中的增广的系统模型，分别 设计;绘制在控制器作用下系统的开环 Bode 图和 闭环阶跃响应曲线;【例7-9】;Date;【例7-10】带有双积分器的非最小相位受控对象;Date;7.3.2 基于线性矩阵不等式 工具箱的设计方法;【例7-11】采用【例7-6】中增广的系统模型，用 LMI 工具箱的相关函数设计最优 控制器;7.3.3 基于 分析与综合工具箱 的 控制器设计;Date;7.3.4 基于回路成型技术的 鲁棒控制器设计;加权和数与回路成型示意图;Date;7.4 新鲁棒控制工具箱及应用;【例7-13】典型二阶开环传函;对叠加???不确定性;7.4.2 灵敏度问题的鲁棒控制器设计;【例7-14】;绘制在此控制器下的回路奇异值及闭环 系统的阶跃响应曲线;7.4.3 混合灵敏度问题的鲁棒 控制器设计;【例7-15】;假设系统的不确定部分为乘积型的，且已知 ，并已知不确定参数的变化范围为;7.5 分数阶控制系统分析与设计;当系数简单表示;编写求取给定函数的分数阶微分函数; Riemann-Liouville 定义为目前最常用的分数阶微积分定义;Caputo 分数阶微分定义为; 分数阶微积分的性质;④ 分数阶微积分算子满足交换律，并满足叠加关系;7.5.2 分数阶线性系统频域 与时域分析; 分数阶系统的频域分析; 分数阶系统的时域分析;7.5.3 分数阶微分的滤波器近似及应用;编写设计连续滤波器的函数。;【例7-16】;Date; 非线性分数阶系统的 Simulink 仿真;【例7-17】用近似方法求解分数阶非线性微分方程;7.5.4 分数阶系统的模型降阶技术;【例7-18】;7.5.5 分数阶系统的控制器设计;【例7-19】;Date;【例7-20】 已知分数阶受控对象为 ， 其中分数阶次变化范围为 ，且标称 ，选择滤波器近似的值 ,选择加权函 数 ,设计最优 控制器;Date;【例7-21】 对【例7-19】中的分数阶受控对象模型，  用 PID 控制的仿真、优化框图