Robust Control Toolbox
Entwerfen robuster Regelungssysteme für unsichere Regelstrecken
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Die Robust Control Toolbox bietet Funktionen und Blöcke, um Steuerungs- und Regelungssysteme auf Leistung und Robustheit bei Regelstreckenunsicherheit zu analysieren und zu optimieren. Sie können unsichere Modelle erstellen, indem Sie die Nominaldynamik mit unsicheren Elementen wie unbestimmten Parametern oder nicht modellierter Dynamik kombinieren. Sie können die Auswirkungen der Unsicherheit des Regelstreckenmodells auf die Leistung des Steuerungs- und Regelungssystems analysieren und Worst-Case-Kombinationen von unsicheren Elementen identifizieren. Mit H-unendlich- und µ-Synthesemethoden können Sie Regler entwerfen, die sowohl robuste Stabilität als auch Leistung maximieren.
Diese Toolbox ergänzt die automatisierten Optimierungsfunktionen der Control System Toolbox um weitere fehlerresistente Optimierung. Die optimierten Regler können dezentral mit mehreren anpassbaren Blöcken über mehrere Rückkopplungsschleifen hinweg angeordnet werden. Sie können die Leistung für die Nominalregelstrecke optimieren und gleichzeitig eine geringere Mindestleistung über den gesamten Unsicherheitsbereich erzwingen.
Modellierung der Regelstreckenunsicherheit
Erstellen Sie detaillierte unsichere Modelle, indem Sie die Nominaldynamik mit unsicheren Elementen wie unbestimmten Parametern oder nicht betrachteter Dynamik kombinieren. Stellen Sie unsichere Systeme unter Verwendung unsicherer Zustandsraum- und Frequenzgangmodelle dar.
Stabilitätsanalyse mithilfe von Disk-Reserven
Quantifizieren Sie die Auswirkungen von Unsicherheit auf die Stabilität und Leistung Ihres Regelungssystems mithilfe Disk-basierter Amplituden- und Phasenreserve von SISO- und MIMO-Rückkopplungsschleifen.
Fehlertoleranz und Worst-Case-Analyse
Berechnen Sie die Ober- und Untergrenze der Worst-Case-Leistung ohne Stichproben. Ebenso können Sie Fehlertoleranzreserven berechnen, die Ihnen zeigen, wie viel Variation in unsicheren Parametern das System ohne Einbußen bei der Stabilität oder gewünschten Leistung bewältigen kann.
Monte Carlo-Analyse
Generieren Sie Stichproben unsicherer Systeme innerhalb des angegebenen Unsicherheitsbereichs. Visualisieren Sie, wie sich die Unsicherheit auf das Zeitverhalten und den Frequenzgang des Systems auswirkt.
H-unendlich- und µ-Synthese
Synthetisieren Sie robuste MIMO-Regelungssysteme anhand von Algorithmen wie H-unendlich- und µ-Synthese. Optimieren Sie H-unendlich-Leistung fester Regelungsstrukturen. Automatisieren Sie Regelkreisentwürfe mit den Ansätzen Mixed-Sensitivity oder Glover-McFarlane.
Dokumentation (H-unendlich, µ-Synthese) | Beispiele (H-unendlich, µ-Synthese)
Optimierung für robuste Regler
Optimieren Sie mithilfe der Control System Tuner-App oder des Befehls systune automatisch Regelungssysteme, um die Referenzverfolgungs-, Störungsunterdrückungs-, Stabilitätsgrenz- und weitere allgemeine Entwurfsanforderungen zu erfüllen. Gewährleisten Sie eine fehlerresistente Leistung, indem diese Anforderungen selbst bei variierenden oder unsicheren Regelstreckenparametern erfüllt werden.
Robuster Reglerentwurf in Simulink
Stellen Sie unsichere Elemente in einem Simulink-Modell dar und linearisieren Sie das Modell, um die Auswirkungen von Unsicherheit auf das Gesamtsystem zu analysieren. Führen Sie eine automatische Regleroptimierung des in Simulink modellierten unsicheren Systems durch.
Lineare Matrixungleichheiten
Spezifizieren und lösen Sie allgemeine Probleme mit linearer Matrixungleichheit (Linear Matrix Inequality, LMI). Die Robust Control Toolbox bietet Ihnen LMI-Solver für Machbarkeit, Kostenminimierung und generalisierte Eigenwert-Minimierung.
Referenzanwendungen
Verwenden Sie Referenzbeispiele für Luft- und Raumfahrt-, Leistungselektronik- und Automobilanwendungen zur Synthetisierung und Optimierung von in MATLAB und Simulink für Regelstreckenmodelle mit Unsicherheit modellierten Reglern mit fester Struktur.
Produktressourcen:
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