Exponenta Banner
exponenta event banner

hinffi

Полноинформационный синтез H-бесконечности

Свернуть все на странице

Синтаксис

[K,CL,gamma] = hinffi(P,ncont)
[K,CL,gamma] = hinffi(P,ncont,gamTry)
[K,CL,gamma] = hinffi(P,ncont,gamRange)
[K,CL,gamma] = hinffi(___,opts)
[K,CL,gamma,info] = hinffi(___)

Описание

Синтез полной информации предполагает, что контроллер имеет доступ как к вектору x состояния, так и к w сигнала нарушения порядка. Синтез с hinffi является двойственной из проблемы полного контроля, охватываемой hinffc. Для более общего случая обратной связи на выходе, когда доступны только выходные измерения, используйте hinfsyn.

[K,CL,gamma] = hinffi(P,ncont) вычисляет H ∞ -оптимальный закон контроля

u=K[xw]

для объекта P. Объект описывается уравнениями пространства состояний:

dx=Ax+B1w+B2uz=C1x+D11w+D12u.

Здесь w представляет входы нарушения порядка, а z представляет выходы ошибки, которые будут сохранены маленькими.

ncont - количество u входов управления, которое должно быть последними входами P. Матрица усиления K минимизирует H ∞ норму передаточной функции с обратной связью CL от сигналов нарушения порядка w до сигналов ошибки z.

[K,CL,gamma] = hinffi(P,ncont,gamTry) вычисляет матрицу усиления для целевого уровня эффективности gamTry. Определение gamTry может быть полезным, когда оптимальная достижимая эффективность лучше, чем вам нужно для вашего приложения. В этом случае решение, менее оптимальное, может иметь меньшие усиления и быть более численно хорошо обусловлено. Если gamTry не достижимо, hinffi возвращает [] для K и CL, и Inf для gamma.

[K,CL,gamma] = hinffi(P,ncont,gamRange) выполняет поиск по области значений gamRange для достижения наилучшей эффективности. Задайте область значений с вектором формы [gmin,gmax]. Ограничение области значений поиска может ускорить расчет путем уменьшения количества выполненных итераций, чтобы протестировать различные уровни эффективности.

[K,CL,gamma] = hinffi(___,opts) задает дополнительные опции расчета. Создание opts, использование hinfsynOptions. Задайте opts после всех других входных параметров.

[K,CL,gamma,info] = hinffi(___) возвращает структуру, содержащую дополнительную информацию о вычислении синтеза H ∞. Можно использовать этот аргумент с любым из предыдущих синтаксисов.

Входные параметры

свернуть все

Объект, заданный как модель LTI, такая как пространство состояний (ss) модель. Если P является обобщенной моделью пространства состояний с неопределенными или настраиваемыми блоками системы управления, затем hinffi использует номинальное или текущее значение этих элементов.

Конструкция P так, чтобы она имела секционированную форму

dx=Ax+B1w+B2uz=C1x+D11w+D12u.

Здесь w представляет входы нарушения порядка, а z представляет выходы ошибки, которые будут сохранены маленькими. The ncont входы u являются последними входами.

Для получения информации об условиях, накладываемых на матрицы объекта управления, и о том, как программное обеспечение обращается к ним, смотрите hinfsyn.

Количество входных сигналов управления в объекте, заданное как неотрицательное целое число. hinffi принимает последнюю ncont входы объекта управления как u управления. Возвращенная матрица усиления K имеет ncont выходы.

Целевой уровень эффективности, заданный как положительная скалярная величина. hinffi пытается вычислить матрицу усиления таким образом, чтобы H ∞ системы с обратной связью не превышали gamTry. Если этот уровень эффективности достижим, то возвращенная матрица усиления имеет gamma ≤ gamTry. Если gamTry не достижимо, hinffi возвращает пустую матрицу.

Область значений эффективности для поиска, заданный как вектор формы [gmin,gmax]. hinffi команда проверяет только уровни эффективности в этой области значений. Он возвращает матрицу усиления с эффективностью:

  • gamma ≤ gmin, когда gmin достижимо.

  • gmin <gamma <gmax, когда gmax достижимо и но gmin нет.

  • gamma = Inf когда gmax не достижимо. В этом случае, hinffi возвращает [] для K и CL.

Если вы знаете область значений допустимых уровней эффективности, установка этой области значений может ускорить расчеты, уменьшив количество итераций, выполненных hinffi для тестирования различных уровней эффективности.

Дополнительные опции для расчета, заданные как объект опций, который вы создаете используя hinfsynOptions. Доступные опции включают отображение прогресса алгоритма в командной строке, отключение автоматического масштабирования и регуляризации и определение метода оптимизации. Для получения дополнительной информации см. hinfsynOptions.

Выходные аргументы

свернуть все

Матрица усиления, возвращенная как матрица или []. Матричные размерности с усилением ncont-by - ny, где ny количество состояний плюс число нарушений порядка входов P (входы, не включенные в ncont).

Если вы поставляете gamTry или gamRange и заданные значения эффективности не достижимы, тогда K = [].

Передаточная функция с обратной связью, возвращенная как пространство состояний (ss) объект модели или []. Возвращенный уровень эффективности gamma - H ∞ норма CL.

Если вы поставляете gamTry или gamRange и заданные уровни эффективности не достижимы, тогда CL = [].

Замкнутая эффективность, возвращенное как неотрицательное скалярное значение или Inf. Это значение является H ∞ нормой CL. Если вы не обеспечиваете уровни эффективности для тестирования с использованием gamTry или gamRange, затем gamma является наилучшим достижимым уровнем эффективности.

Если вы предоставляете gamTry или gamRange, затем gamma - фактический уровень производительности, достигнутый матрицей усиления, вычисленной для наилучшего проходного уровня производительности, который пробует функция. Если указанные уровни эффективности не достижимы, то gamma = Inf.

Дополнительные данные синтеза, возвращенные как структура или [] (если заданный уровень эффективности не достижим). info имеет следующие поля

ОбластьОписание
gamma

Уровень производительности, используемый для вычисления матрицы усиления K, возвращается как неотрицательный скаляр. Как правило, hinffi проверяет несколько целевых уровней эффективности и возвращает матрицу усиления, соответствующую лучшему проходному уровню эффективности (см. Раздел «Алгоритмы» hinfsyn для получения дополнительной информации). Значение info.gamma является верхним пределом фактической достигнутой эффективности, возвращаемой в качестве выходного аргумента gamma.

X

Решение Riccati X ∞ для уровня эффективности info.gamma, возвращается как матрица. Для получения дополнительной информации смотрите раздел Алгоритмы hinfsyn.

Preg

Регуляризованный объект, используемая для hinffi расчет, возвращенное как пространство состояний (ss) объект модели. По умолчанию, hinffi автоматически добавляет дополнительные нарушения порядка и ошибки на объект, чтобы убедиться, что он соответствует определенным обстоятельствам (см. Раздел Алгоритмы hinfsyn). Полевые info.Preg содержит полученную модель объекта управления.

Алгоритмы

Для получения информации об алгоритмах, используемых для H ∞ синтеза, см.hinfsyn.

Ссылки

[1] Дойл, Дж. К. Гловер, П. Харгонекар и Б. Фрэнсис. «Государственно-пространственные решения стандартных задач H2 и H∞ управления». Транзакции IEEE по автоматическому управлению, том 34, номер 8, август 1989, стр. 831-847.

См. также

| |

Введенный в R2018b

Документация по Robust Control Toolbox

Поддержка