MATLAB 控制系统设计与仿真 - 39

多变量系统控制器设计实例2

假如原系统对象中有位于虚轴上的极点,则不能直接应用鲁棒控制设计来设计控制器。

在这样的情况下,需引入一个新的变量p,使得

即可在对象模型中用p变量取代s变量,这样的变换称为双线性变换,还称为频域平面双线性变换。

在双线性变换下,可以将原系统中虚轴上的极点移开,这样就可以将这个模型用作新的对象模型,基于这个模型设计一个控制器。

假设已经设计出一个控制器K(p),还应引入变换

将得出的控制器中的p变量再变回到s变量,从而获得新的控制器Kc.

MATLAB鲁棒控制工具箱中提供了bilin函数来完成给定传递函数模型的正向或反向双线性变换。函数的调用格式为:

Matlab 复制代码
GT = bilin(G,VERS,METHOD,AUG); % VERS= 1, forward transform
                               % VERS=-1, reverse transform
                               % Method 请参考下图 

假设带有双积分器的非最小相位受控对象为:

选择加权函数

设计最优控制器,绘制校正后系统的闭环阶跃响应。

MATLAB代码如下:

Matlab 复制代码
clear all;clc;
s=tf('s');
G=5*(-s+3)/s^2/(s+6)/(s+10);
W1=300/(s+1);
W2=10^(-5);
W3=100*s^2;
p1=-1;
p2=-100;
G0=ss(G);
Gs=bilin(G0,1,'Sft_jw',[p1 p2]); % bilinear pole shifted plant Gt
Gaug=augtf(Gs,W1,W2,W3);
[Kt,CL,gamma]=hinfsyn(Gaug);
K =bilin(Kt,-1,'Sft_jw',[p1 p2]); % final controller K
figure(1)
step(feedback(G*K,1)); % closed loop system response
title('closed loop system response')
grid on;
figure(2)
step(feedback(G,K)); % closed loop controller output
title('closed loop controller output')
grid on;

程序运行结果如下:

然后我们可以加入下面MATLAB代码,查看原系统G0和新系统Gs的零极点位置

Matlab 复制代码
figure(3)
pzmap(G0)
hold on
pzmap(Gs)
title('zero/pole shift')
legend('G0','Gs')

程序运行结果如下:

最后,欢迎大家有问题给我留言。

非常感谢小伙伴们的-点赞-收藏-加关注。

相关推荐
Agent手记32 分钟前
异常考勤智能预警与处理与流程优化方案 | 基于企业级Agent的超自动化实战教程
运维·人工智能·ai·自动化
cen__y1 小时前
Linux12(Git01)
linux·运维·服务器·c语言·开发语言·git
AI人工智能+电脑小能手1 小时前
【大白话说Java面试题 第65题】【JVM篇】第25题:谈谈对 OOM 的认识
java·开发语言·jvm
社交怪人1 小时前
【算平均分】信息学奥赛一本通C语言解法(题号2071)
c语言·开发语言
x_yeyue2 小时前
三角形数
笔记·算法·数论·组合数学
郭涤生2 小时前
不同主机之间网络通信-以太网连接复习
开发语言·rk3588
山居秋暝LS2 小时前
【无标题】RTX00安装paddle OCR,win11不能装最新的,也不能用GPU
开发语言·r语言
卢锡荣2 小时前
单芯通吃,盲插标杆 —— 乐得瑞 LDR6020,Type‑C 全场景互联 “智慧芯”
c语言·开发语言·计算机外设
Xin_ye100862 小时前
C# 零基础到精通教程 - 第七章:面向对象编程(入门)——类与对象
开发语言·c#
念何架构之路3 小时前
Go语言加密算法
数据结构·算法·哈希算法