MATLAB鲁棒H∞控制器设计与仿真工具箱

资 源 简 介

该MATLAB项目提供完整的鲁棒H∞控制器设计流程，支持系统建模、加权函数配置及混合灵敏度等多种设计方法。自动生成频域响应分析图表，适用于控制系统教学与工程应用。

详 情 说 明

基于MATLAB的鲁棒H∞控制器设计与性能仿真系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB平台的鲁棒H∞控制器设计与性能仿真系统，实现了完整的H∞控制器设计流程。系统提供从系统建模、加权函数选择到控制器求解的全套解决方案，支持多种H∞设计方法，能够自动生成频域和时域分析结果，为控制系统的鲁棒性能评估提供专业工具。

功能特性

• 完整设计流程：实现从系统建模到控制器设计的全流程自动化
• 多方法支持：提供混合灵敏度方法、DGKF方法等多种H∞设计技术
• 频域分析：自动生成开环/闭环频域响应分析，包括Bode图、奇异值曲线、奈奎斯特图
• 鲁棒性评估：可视化展示系统的鲁棒稳定性、性能裕度等关键指标
• 时域验证：支持时域仿真验证，展示系统在各种扰动下的动态响应
• 参数优化：提供设计参数调整接口，便于优化控制器性能

使用方法

1. 输入被控对象模型：以状态空间模型（A,B,C,D矩阵）或传递函数形式输入系统模型
2. 设置性能加权函数：配置灵敏度加权Ws、补灵敏度加权Wt、控制加权Wu等参数
3. 指定设计参数：设置控制器阶次、带宽要求、稳定性裕度指标等设计约束
4. 选择测试信号：定义阶跃信号、正弦信号、白噪声等扰动输入用于性能验证
5. 运行设计分析：执行H∞控制器设计算法，获取完整的分析结果
6. 优化调整：根据性能指标报告调整参数，优化控制器设计

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Control System Toolbox
• Robust Control Toolbox
• Optimization Toolbox
• Signal Processing Toolbox（用于噪声信号生成）

文件说明

主程序文件实现了系统的核心控制逻辑，包含H∞控制器的完整设计流程管理功能。它整合了系统建模、加权函数配置、控制器求解算法选择、频域分析计算、时域仿真执行以及性能指标评估等关键模块，提供统一的设计接口和结果展示平台。该文件能够根据用户输入参数自动选择合适的设计方法，协调各功能模块协同工作，并生成完整的设计报告和可视化分析结果。