鲁棒控制理论基础章.pptx
鲁棒控制理论基础章鲁棒控制理论基础章Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20102 2设计控制系统的典型基本步骤设计控制系统的典型基本步骤建立被控系统的模型并进行简化；建立被控系统的模型并进行简化；分析得到的系统模型，确定其性质；分析得到的系统模型，确定其性质；根根据据对对系系统统性性能能的的要要求求，确确定定性性能能指指标标的的形形式和控制器的类型；式和控制器的类型；选用某一控制理论进行控制器设计；选用某一控制理论进行控制器设计；在在计计算算机机进进行行数数值值仿仿真真或或在在实实验验模模型型上上进进行行物理仿真；物理仿真；仿真结果不满足要求时重复上述步骤；仿真结果不满足要求时重复上述步骤；选择硬件和编制软件实现控制器选择硬件和编制软件实现控制器第1页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20103 3控制系统在被控对象及工作环境存在不确定性时闭环系统仍能保持稳定的性能称为稳定鲁棒在闭环稳定的前提下保持系统的某一性能指标在一指定的范围之内的能力称为性能鲁棒 第2页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20104 4参考书籍：参考书籍：1.1.K.M.Zhou,J.C.Doyle and K.Glover,Robust K.M.Zhou,J.C.Doyle and K.Glover,Robust Optimal Control,Prentice Hall,1996(Optimal Control,Prentice Hall,1996(中译本，周中译本，周克敏，鲁棒与最优控制，国防工业出版社，克敏，鲁棒与最优控制，国防工业出版社，2001)2001)2.2.M.Green and D.Limebeer,Lonear Robust M.Green and D.Limebeer,Lonear Robust Control,Prentice-hall,Inc 1995.Control,Prentice-hall,Inc 1995.3.3.J.C.Doyle,B.A.Francis and A.R.Tannenbaum,J.C.Doyle,B.A.Francis and A.R.Tannenbaum,Feedback control Theory,Macmillan Publishing Feedback control Theory,Macmillan Publishing Company,1992Company,19924.4.俞立，鲁棒控制俞立，鲁棒控制线性矩阵不等式处理方法，清华线性矩阵不等式处理方法，清华大学出版社，大学出版社，20022002第3页/共42页鲁棒控制理论基础第二章、信号与系统的范数第二章、信号与系统的范数 第4页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20106 62.1 信号的范数第5页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20107 7第6页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20108 8第7页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20109 92.2.信号的范数信号的范数第8页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 201010104第9页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20101111第10页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20101212第11页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20101313第12页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 201014142.2 系统增益与系统范数第13页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20101515第14页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20101616奇异值分解定理奇异值分解定理:第15页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20101717第16页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20101818第17页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20101919矩阵奇异值的若干性质：矩阵奇异值的若干性质：第18页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20102020第19页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20102121第20页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20102222稳定的单输入但输出系统稳定的单输入但输出系统 g(s)g(s)若输入信号为若输入信号为则输出信号为第21页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20102323，则有第22页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20102424第23页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20102525第24页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20102626第25页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 201027273 3系统对一般信号的增益和系统范数系统对一般信号的增益和系统范数系统对一般信号的增益和系统范数系统对一般信号的增益和系统范数 对于因果的系统，有 系统的输入/输出关系：第26页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20102828系统增益系统增益第27页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20102929第28页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20103030等价定义等价定义于是，等价的有第29页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20103131第30页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20103232系统的范数第31页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20103333第32页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20103434第33页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20103535系统范数和系统增益之间的关系第34页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20103636离散系统的范数第35页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 201037372.3 系统范数的计算第36页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20103838第37页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20103939第38页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20104040第39页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20104141第40页/共42页Fang Hua-Jing,HUST 2010Fang Hua-Jing,HUST 20104242第41页/共42页
