matlab实现可调增益的李雅普诺夫-MRAC的控制算法代码,稳定被控模型Gp(s) = 2.3*(10s+1)/(s^2+10s+1),参考模型为Gm(s)=1.2*(10s+1)/(s^2+10s+1),输入为幅值为3的方波信号

时间: 2023-06-16 17:02:33 浏览: 167
下面是MATLAB实现可调增益的李雅普诺夫-MRAC的控制算法代码: ```matlab %% 稳定被控模型Gp(s)=2.3*(10s+1)/(s^2+10s+1) Gp = tf([2.3, 23], [1, 10, 1]); %% 参考模型Gm(s)=1.2*(10s+1)/(s^2+10s+1) Gm = tf([1.2, 12], [1, 10, 1]); %% 设计李雅普诺夫-MRAC控制器 % 控制器结构: % u(t) = R(t) * x(t) % dx(t)/dt = A(t) * x(t) + B(t) * r(t) % 参数更新: % dR(t)/dt = -gamma(t) * sign(R(t)) * x(t) * e(t) % dA(t)/dt = -gamma(t) * sign(R(t)) * x(t) * e(t) * r(t) % dB(t)/dt = -gamma(t) * sign(R(t)) * x(t) * r^2(t) % 其中,e(t) = ym(t) - y(t),y(t)为被控模型输出,ym(t)为参考模型输出,r(t)为输入信号 % 初始化参数 gamma0 = 0.01; % 初始学习率 R0 = 1; % 初始增益 A0 = eye(2); B0 = zeros(2, 1); % 定义控制器 syms t R = sym('R(t)', 'real'); A = sym('A(t)', [2, 2], 'real'); B = sym('B(t)', [2, 1], 'real'); x = [y; yd]; u = R * x; xdot = A * x + B * r; e = ym - y; dRdt = -gamma * sign(R) * x * e; dAdt = -gamma * sign(R) * x * e * r; dBdt = -gamma * sign(R) * x * r^2; % 数值化控制器 R_func = matlabFunction(R); A_func = matlabFunction(A); B_func = matlabFunction(B); % 设计仿真参数 tspan = [0, 10]; dt = 0.01; t = tspan(1):dt:tspan(2); r = 3 * square(t); y0 = [0; 0]; yd0 = [0; 0]; theta0 = [R0; reshape(A0, [], 1); B0]; % 进行仿真 theta = theta0; gamma = gamma0; Y = zeros(length(t), 1); for i = 1:length(t) y = y0(1); yd = y0(2); ym = lsim(Gm, r(i), t(1:i)); u = R_func(theta(1), y, yd); xdot = A_func(theta(2:5), y, yd, r(i)) * [y; yd] + B_func(theta(6:7), r(i)) * r(i); [t, x] = ode45(@(t, x) xdot, [t(i), t(i + 1)], [y0; yd0]); y0 = x(end, 1:2)'; yd0 = x(end, 3)'; e = ym - y; dtheta = [dRdt, reshape(dAdt, [], 1)', reshape(dBdt, [], 1)'] * [theta(1); theta(2:5); theta(6:7); e; r(i)]; theta = theta + gamma * dtheta * dt; gamma = gamma * 0.999; % 学习率递减 Y(i) = y; end % 绘制结果 figure; plot(t, r, 'b', t, Y, 'r'); xlabel('Time (s)'); ylabel('Output'); legend('Reference Model', 'Controlled Model'); ``` 需要注意的是,这里使用了符号运算和数值化控制器,可以大大提高计算效率。同时,在实际应用中,需要对学习率进行适当调整,以确保算法的稳定性和收敛性。
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