lqr

Проект линейно-квадратичного регулятора (LQR)

Синтаксис

[K,S,e] = lqr(SYS,Q,R,N)
[K,S,e] = LQR(A,B,Q,R,N)

Описание

[K,S,e] = lqr(SYS,Q,R,N) вычисляет оптимальную матрицу усиления K.

Для системы непрерывного времени закон обратной связи состояний u = - Kx минимизирует квадратичную функцию затрат

J(u)=0(xTQx+uTRu+2xTNu)dt

в зависимости от динамики системы

x˙=Ax+Bu.

В дополнение к усилению с обратной связью по состоянию K, lqr возвращает решение S связанного уравнения Риккати

ATS+SA(SB+N)R1(BTS+NT)+Q=0

и собственные значения замкнутой системы e = eig(A-B*K). K определяется из S с помощью

K=R1(BTS+NT).

Для модели пространства состояний в дискретном времени u [n] = - Kx [n] минимизирует

J=n=0{xTQx+uTRu+2xTNu}

при условии x [n + 1] = Ax [n] + Bu [n].

[K,S,e] = LQR(A,B,Q,R,N) является эквивалентным синтаксисом для моделей непрерывного времени с динамикой x˙=Ax+Bu.

Во всех случаях, когда вы опускаете матрицу N, N установлено в 0.

Ограничения

Данные задачи должны удовлетворять:

  • Пара (A, B) стабилизируема.

  • R > 0 и QNR1NT0.

  • (QNR1NT,ABR1NT) не имеет ненаблюдаемого режима на мнимой оси (или единичного круга в дискретном времени).

Совет

lqr поддерживает дескрипторные модели с несовпадающими E. Область выхода S от lqr - решение уравнения Риккати для эквивалентной модели явного пространства состояний:

dxdt=E1Ax+E1Bu

См. также

| | | | |

Представлено до R2006a