鲁棒控制

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鲁棒控制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。鲁棒控制意在是系统具有鲁棒性,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以具有一定鲁棒性:早在1960年代和1970年代,状态空间方法刚被发明的时候[1],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80s和90s具体行程,并一直活跃至今。

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。[2][3]

如何确定一个控制方法是鲁棒的[编辑]

一般来说,如果一个控制器是针对某个固定的参数集而设计,但是当它在一个不同的假设集下,依然能够很好的工作,我们就说它是鲁棒的。高增益反馈是一个简单的鲁棒控制例子:在充分的高增益下,任何参数的变化所产生的影响都会被忽略不计。

现代理论中的鲁棒控制[编辑]

鲁棒控制开始于1970s末期和1980s早期,并迅速发展出了许多处理有界系统不确定性的技术方法。[4][5]
最重要的鲁棒控制技术的例子是由剑桥大学的邓肯·麦克法兰和基思·格洛弗所提出的H∞环路成形方法:这个方法使得系统对它的频谱的灵敏度达到最小,并且保证了当有扰动进入系统时,系统依然能够不过大的远离期望轨迹。
从应用的角度来看,鲁棒控制的一个新兴领域是滑膜控制(SMC),这是一种变化的变结构控制。滑膜控制对于不确定性的匹配的这种鲁棒性,以及设计上的简单化,使其有了极其广泛的应用。

另一个例子是回路传递恢复(LQF/LTR),[6]旨在克服线性二次型高斯控制重的鲁棒性问题。

以及其他的鲁棒技术应用包括,定量反馈理论(QFT),增益调度等等。

参考文献[编辑]

  1. ^ M. Athans, Editorial on the LQG problem, IEEE Trans. Autom. Control 16 (1971), no. 6, 528.
  2. ^ J. Ackermann (1993) (in German), Robuste Regelung, Springer-Verlag (Section 1.5) In German; an english version is also available
  3. ^ Manfred Morari : Homepage
  4. ^ Safonov: editorial
  5. ^ Kemin Zhou: Essentials of Robust Control
  6. ^ http://www.nt.ntnu.no/users/skoge/book.html