H无穷最优控制matlab代码实现
时间: 2023-12-15 13:03:15 浏览: 30
H无穷最优控制是一种优化问题,可以使用Matlab中Optimization Toolbox中的hinfstruct函数来实现。下面是一个简单的Matlab代码示例:
```matlab
% 定义系统模型
sys = ss(A,B,C,D);
% 定义性能权重
Wp = tf([1 0],[1]);
Wu = tf([1],[1]);
% 通过hinfstruct函数计算控制器
[K,CL,GAM,INFO] = hinfstruct(sys,Wp,Wu);
% 将控制器加入系统中
sys_cl = feedback(sys*K,1);
% 绘制系统的Bode图
bode(sys_cl);
```
在这个示例中,我们首先定义了系统的状态空间模型(由A、B、C和D矩阵定义),然后定义了性能权重Wp和Wu。然后使用hinfstruct函数来计算最优控制器K,其中CL是闭环系统,GAM是H无穷范数,INFO是算法的输出信息。最后,我们将控制器K加入到系统中,得到了闭环系统sys_cl,并绘制了Bode图来验证控制器的性能。
请注意,这只是一个简单的示例代码,并且需要根据具体的系统和性能要求进行修改。
相关问题
matlabh无穷最优控制
Matlab中实现无穷时间最优控制的方法有多种,其中比较常用的是通过解决Hamilton-Jacobi-Bellman(HJB)方程来求解最优控制。下面是一个示例程序,用于求解连续时间无穷时间最优控制问题:
```matlab
% 定义系统动态方程
A = [0.9 1; 0 0.8];
B = [0; 1];
Q = [1 0; 0 1];
R = 0.1;
N = zeros(2,1);
sys = ss(A, B, eye(2), 0);
% 求解HJB方程
[X,L,G] = care(A,B,Q,R,N);
% 计算最优控制器
K = -inv(R+B'*X*B)*B'*X*A;
% 模拟系统响应
t = 0:0.1:50;
x0 = [1; 1];
x(:,1) = x0;
for i=1:length(t)-1
u(:,i) = K*x(:,i);
x(:,i+1) = A*x(:,i) + B*u(:,i);
end
% 绘制结果
subplot(2,1,1), plot(t,x(1,:),t,x(2,:)), ylabel('state');
subplot(2,1,2), plot(t,u), ylabel('control'), xlabel('time');
```
这个示例程序中,首先定义了一个线性系统,然后通过care函数求解HJB方程,得到最优状态反馈矩阵X,进而计算出最优控制器K。最后,通过模拟系统响应,可以验证所设计的最优控制器的性能。
基于H无穷最优控制的LQR如何用matlab实现
基于H无穷最优控制的LQR可以用Matlab中的控制系统工具箱实现。下面是具体的步骤:
1. 定义系统模型,可以使用Matlab中的tf或ss函数来定义系统传递函数或状态空间模型。
2. 定义性能权重矩阵Q和R。这些矩阵的大小应与系统的状态和输入维度相同。通常,Q是对系统状态的加权,R是对输入的加权。
3. 使用lqry函数计算LQR控制器增益。lqry函数需要系统模型、性能权重矩阵和一个小参数γ作为输入。γ可以用来调整控制器的响应速度和稳定性。lqry函数将返回LQR增益矩阵K。
4. 将LQR增益矩阵K应用于系统中,计算控制输入。可以使用Matlab中的feedback函数来实现。
下面是一个简单的Matlab代码示例:
```
% 定义系统模型
A = [0 1; -1 -1];
B = [0; 1];
C = [1 0];
D = 0;
sys = ss(A, B, C, D);
% 定义性能权重矩阵Q和R
Q = eye(2);
R = 1;
% 计算LQR增益矩阵K
gamma = 1;
[K, ~, ~] = lqry(sys, Q, R, gamma);
% 将LQR增益矩阵K应用于系统中
sys_cl = feedback(sys, K);
% 绘制响应曲线
t = 0:0.01:10;
step(sys_cl, t);
```
这个例子中,我们定义了一个二阶系统模型,并使用lqry函数计算了LQR增益矩阵K。然后,我们将增益矩阵K应用于系统中,计算出闭环系统,并绘制出响应曲线。