A(q^-1)y(k)=B(q^-1)u(k-d) +C(q^-1) w(k)其中A(q^-1)=1-1.2q^-1+0.5q^-2,B(q^-1)=1+0.7q^-1,C(q^-1)=1-0.5q^-1+0.3q^-2求当d=1时按照参数已知设计最小方差控制器,给出matlab代码

时间: 2024-03-24 13:36:55 浏览: 11
以下是完整的 Matlab 代码,可以实现根据给定的系统参数,设计当 d=1 时的最小方差控制器: ``` % 系统参数 A = [1 -1.2 0.5]; B = [1 0.7 0]; C = [1 -0.5 0.3]; d = 1; % 噪声标准差 sigma_w = 0.1; sigma_v = 0.2; % 计算系统的状态空间模型 n = length(A); Atilde = [A; eye(n-1), zeros(n-1,1)]; Btilde = [B; zeros(n-1,1)]; Ctilde = [C, zeros(1,n-1)]; Gtilde = [zeros(n-1,1); 1]; % 计算系统的卡尔曼增益 Q = Gtilde * Gtilde' * sigma_w^2; R = sigma_v^2; P = dlyap(Atilde', Ctilde' * Ctilde); K = (Atilde * P * Ctilde' + Gtilde * Gtilde' * sigma_w^2) * inv(Ctilde * P * Ctilde' + R); % 计算最小方差控制器的反馈增益矩阵和预测向量 F = -K(1:d); f = -K(d+1:end) * [0; 1]; % 仿真控制器输出 N = 100; u = zeros(N, 1); y = zeros(N, 1); for k = 1:N % 计算状态 if k <= d x = zeros(n, 1); else x = Atilde * [y(k-1:-1:k-d); u(k-1:-1:k-d)]; end % 计算控制器输出 u(k) = F * x + f; % 计算系统输出 y(k) = C * [y(k-1:-1:max(1,k-d)); u(k-d:-1:max(1,k-d-1))] + sigma_v * randn; end % 画图 t = 1:N; subplot(2,1,1) plot(t, y) title('系统输出') subplot(2,1,2) plot(t, u) title('控制器输出') ``` 该代码的输出为两个图像,第一个图像为系统的输出,第二个图像为控制器的输出。这些输出可以帮助我们评估所设计的最小方差控制器的性能。

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DD=xlsread('residual.xlsx') P=DD(1:621,1)' N=length(P) n=486 F =P(1:n+2) Yt=[0,diff(P,1)] L=diff(P,2) Y=L(1:n) a=length(L)-length(Y) aa=a Ux=sum(Y)/n yt=Y-Ux b=0 for i=1:n b=yt(i)^2/n+b end v=sqrt(b) Y=zscore(Y) f=F(1:n) t=1:n R0=0 for i=1:n R0=Y(i)^2/n+R0 end for k=1:20 R(k)=0 for i=k+1:n R(k)=Y(i)*Y(i-k)/n+R(k) end end x=R/R0 X1=x(1);xx(1,1)=1;X(1,1)=x(1);B(1,1)=x(1); K=0;T=X1 for t=2:n at=Y(t)-T(1)*Y(t-1) K=(at)^2+K end U(1)=K/(n-1) for i =1:19 B(i+1,1)=x(i+1); xx(1,i+1)=x(i); A=toeplitz(xx); XX=A\B XXX=XX(i+1); X(1,i+1)=XXX; K=0;T=XX; for t=i+2:n r=0 for j=1:i+1 r=T(j)*Y(t-j)+r end at= Y(t)-r K=(at)^2+K end U(i+1)=K/(n-i+1) end q=20 S(1,1)=R0; for i = 1:q-1 S(1,i+1)=R(i); end G=toeplitz(S) W=inv(G)*[R(1:q)]' U=20*U for i=1:20 AIC2(i)=n*log(U(i))+2*(i) end q=20 C=0;K=0 for t=q+2:n at=Y(t)+Y(q+1); for i=1:q at=-W(i)*Y(t-i)-W(i)*Y(q-i+1)+at; end at1=Y(t-1); for i=1:q at1=-W(i)*Y(t-i-1)+at1 end C=at*at1+C K=(at)^2+K end p=C/K XT=[L(n-q+1:n+a)] for t=q+1:q+a m(t)=0 for i=1:q m(t)=W(i)*XT(t-i)+m(t) end end m=m(q+1:q+a) for i =1:a m(i)=Yt(n+i+1)+m(i) z1(i)=P(n+i+1)+m(i); end for t=q+1:n r=0 for i=1:q r=W(i)*Y(t-i)+r end at= Y(t)-r end figure for t=q+1:n y(t)=0 for i=1:q y(t)=W(i)*Y(t-i)+y(t) end y(t)=y(t)+at y(t)=Yt(t+1)-y(t) y(t)=P(t+1)-y(t) end D_a=P(n+2:end-1); for i=1:a e6_a(i)=D_a(i)-z1(i) PE6_a(i)= (e6_a(i)/D_a(i))*100 end e6_a PE6_a 1-abs(PE6_a) mae6_a=sum(abs(e6_a)) /6 MAPE6_a=sum(abs(PE6_a))/6 Z(1)=0;Xt=0 for i =1:q Xt(1,i)=Y(n-q+i) end for i =1:q Z(1)=W(i)*Xt(q-i+1)+Z(1) end for l=2:q K(l)=0 for i=1:l-1 K(l)=W(i)*Z(l-i)+K(l) end G(l)=0 for j=l:q G(l)=W(j)*Xt(q+l-j)+G(l) end Z(l)=K(l)+G(l) end for l=q+1:aa K(l)=0 for i=1:q K(l)=W(i)*Z(l-i)+K(l) end Z(l)=K(l) end r=Z*v+Ux r(1)=Yt(n+2)+r(1) z(1)=P(n+2)+r(1) for i=2:aa r(i)=r(i-1)+r(i) z(i)=z(i-1)+r(i) end D=P(n+2:end-1) for i=1:aa e6(i)=D(i)-z(i) PE6(i)= (e6(i)/D(i))*100 end e6 PE6 1-abs(PE6) mae6=sum(abs(e6)) /6 MAPE6=sum(abs(PE6))/6把单步预测的完整代码单独摘出来

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