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鲁棒控制

指数 鲁棒控制

鲁棒控制(Robust control):所谓“鲁棒性”,是指控制系统在一定(结构,大小)的参数摄动下,维持某些性能的特性。是控制理论中的一个分支,是专门用来处理控制器设计时逼近的不确定性。 鲁棒控制方法一般应用于只要在一些集合(特别是紧集合)中存在不确定参数或者扰动的情况。鲁棒控制意在使系统具有鲁棒性,并在存在有界建模误差的情况下使系统稳定。 波特等人的早期控制方法已具有一定鲁棒性:早在1960年代和1970年代,状态空间方法刚被发明的时候,他们就发现有时候会缺少鲁棒性,并进行了进一步的研究和改进。这便是鲁棒控制的初始阶段,随后在80年代和90年代有具体的應用,并一直活跃至今。 与自适应控制的对比:鲁棒控制专注于状态,而不是对变量的调整,控制器需要在基于某些变量未知但有界的假设下,才能够有效的工作。.

12 关系: 增益規劃紧空间頻域频谱自适应控制H-infinity控制H∞环路成形MATLABRiccati方程控制理论滑模控制敏感度 (控制系統)

增益規劃

增益規劃(gain scheduling)是控制論中的用語,是指用一系統的線性控制器控制非線性系統,設法在不同的系統工作點提供適當的控制。 增益規劃中會選用一個或多個可觀測的變數(稱為規劃變數)來判斷系統目前工作的條件,以及需要使用哪一個控制器。例如對如飛機的飛行控制系統會選用高度及馬赫數為規劃變數,配合這兩個變數的不同組合,線性控制器會選用不同的參數。.

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紧空间

在数学中,如果欧几里得空间Rn的子集是闭合的并且是有界的,那么称它是--的。例如,在R中,闭合单位区间是紧致的,但整数集合Z不是(它不是有界的),半开区间.

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頻域

在電子學、控制系統及統計學中,頻域(frequency domain)是指在對函數或信號進行分析時,分析其和頻率有關部份,而不是和時間有關的部份,和時域一詞相對。 函數或信號可以透過一對數學的運算子在時域及頻域之間轉換。例如傅里葉變換可以將一個時域信號轉換成在不同頻率下對應的振幅及相位,其頻譜就是時域信號在頻域下的表現,而反傅里葉變換可以將頻譜再轉換回時域的信號。.

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频谱

頻譜是指一個時域的信號在頻域下的表示方式,可以針對信號進行傅立葉變換而得,所得的結果會是以分別以振幅及相位為縱軸,頻率為橫軸的兩張圖,不過有時也會省略相位的資訊,只有不同頻率下對應振幅的資料。有時也以「振幅頻譜」表示振幅隨頻率變化的情形,「相位頻譜」表示相位隨頻率變化的情形 。 簡單來說,頻譜可以表示一個訊號是由哪些頻率的弦波所組成,也可以看出各頻率弦波的大小及相位等資訊。.

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自适应控制

自适应控制 (Adaptive control)也稱為適應控制,是一种对系统参数的变化具有适应能力的控制方法。在一些系统中,系统的参数具有较大的不确定性,并可能在系统运行期间发生较大改变。比如说,客机在作越洋飞行时,随着时间的流逝,其重量和重心会由于燃油的消耗而发生改变。虽然传统控制方法(即基于时不变假设Non-Time-Variant Assumption的控制方法)具有一定的对抗系统参数变化的能力,但是当系统参数发生较大变化时,传统控制方法的性能就会出现显著的下降,甚至产--发散。 需要注意区别的是,虽然同样是为对抗系统参数的不确定性和时变性而设计的,自适应控制与鲁棒控制有着本质区别。鲁棒控制是采用过大的控制量来保证受控对象的状态向收敛方向移动。其优点是,只要参数的改变程度处在控制器的设计范围之内,系统就能保持稳定。而缺点在于,过大的控制量会导致系统发生“抖动”(Chattering),从而导致系统跟踪精度有限或驱动机构磨损加剧。而自适应控制则是通过逐步逼近系统特性来保证跟踪精度,其缺点是,在开始阶段不一定能保证稳定,而且往往需要运行一段时间才能实现精确跟踪输入量。其优点是在正常运行时系统可以比较平稳地实现精确跟踪。.

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H-infinity控制

H∞(H-infinity)控制法是控制理論中用來設計控制器,可以達到穩定性,並且可以保證性能的設計方式。要使用H∞方法,控制器的設計者需將控制問題表示為數學最佳化問題,並且找到使最佳化成立的控制器。 H∞較傳統控制技術好的優點是可以應用在包括多個變數,各頻道之間有互相耦合的問題,而H∞的缺點是其因為技巧以及其中的數學,若要成功的應用,需要對需控制的系統有很好的建模。很重要的是所得的控制器只是在規定的成本函數下是最佳的,若用一般評估控制器性能方式來評比(例如整定時間、使用能量等),不一定是最佳的。而且像飽和之類的非線性特性也很不好處理。H∞是在1970年代末及1980年代初由(靈敏度最小化、sensitivity minimization)、J.

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H∞环路成形

#重定向 H-infinity迴路成形.

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MATLAB

MATLAB(矩阵实验室)是MATrix LABoratory的缩写,是一款由美国The MathWorks公司出品的商业数学软件。MATLAB是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境。除了矩阵运算、绘制函数/数据图像等常用功能外,MATLAB还可以用来创建用户界面及与调用其它语言(包括C、C++、Java、Python和FORTRAN)编写的程序。 尽管MATLAB主要用于数值运算,但利用为数众多的附加工具箱(Toolbox)它也适合不同领域的应用,例如控制系统设计与分析、图像处理、信号处理与通讯、金融建模和分析等。另外还有一个配套软件包Simulink,提供一个可视化开发环境,常用于系统模拟、动态/嵌入式系统开发等方面。.

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Riccati方程

Riccati方程是形式如y'.

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控制理论

控制理論是工程學與數學的跨領域分支,主要處理在有輸入信號的動力系統的行為。系統的外部輸入稱為「參考值」,系統中的一個或多個變數需隨著參考值變化,控制器處理系統的輸入,使系統輸出得到預期的效果。 控制理論一般的目的是藉由控制器的動作讓系統穩定,也就是系統維持在設定值,而且不會在設定值附近晃動。 連續系統一般會用微分方程來表示。若微分方程是線性常係數,可以將微分方程取拉普拉斯轉換,將其輸入和輸出之間的關係用傳遞函數表示。若微分方程為非線性,已找到其解,可以將非線性方程在此解附近進行線性化。若所得的線性化微分方程是常係數的,也可以用拉普拉斯轉換得到傳遞函數。 傳遞函數也稱為系統函數或網路函數,是一個數學表示法,用時間或是空間的頻率來表示一個線性常係數系統中,輸入和輸出之間的關係。 控制理论中常用方塊圖來說明控制理论的內容。.

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滑模控制

#重定向 滑動模式控制.

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敏感度 (控制系統)

敏感度(sensitivity)也稱為靈敏度,是的特性,是指控制系統容易受外部干擾或是參數變異而影響的程度。敏感度越大,表示控制系統容易被干擾或變異所影響。 控制器的參數一般會配合製程特性,因為製程可能會變化,因此控制器的參數需經過考量,減少因製程動態特性變化而影響閉迴路控制系統的特性。有一種量測敏感度的方式是正規敏感度峰值(nominal sensitivity peak)M_s: M_s.

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強健控制

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