MATLAB/Simulink实现LQR控制器设计与仿真平台

资 源 简 介

本项目基于MATLAB/Simulink环境，提供线性二次调节器（LQR）控制器的建模与参数优化功能，支持导入线性模型、自动生成最优增益矩阵并完成控制系统动态仿真。适用于教学与工程中快速验证LQR控制效果。

详 情 说 明

基于Simulink的LQR控制器设计与仿真平台

项目介绍

本项目是一个集成于MATLAB/Simulink环境的线性二次调节器（LQR）控制器设计与仿真平台。通过提供系统状态空间模型和权重矩阵，平台能够自动计算最优LQR增益，构建完整的控制系统仿真模型，并进行多场景的动态性能验证。项目适用于控制系统设计、教学演示和算法性能评估等多个领域。

功能特性

• 自动LQR增益计算：根据给定的系统矩阵A、B和权重矩阵Q、R，求解最优状态反馈增益矩阵K
• 可视化建模：基于Simulink构建直观的控制系统框图，支持状态反馈配置
• 多场景仿真：支持自定义初始状态、参考输入信号和外部扰动，测试控制器鲁棒性
• 性能量化分析：自动计算ISE、ITAE等性能指标，评估系统动态响应品质
• 报告生成：输出系统响应曲线和控制输入曲线，形成完整的仿真分析报告

使用方法

1. 准备系统参数：在MATLAB工作区定义状态矩阵A、B，设计权重矩阵Q、R
2. 运行主程序：执行主脚本完成LQR控制器设计和仿真环境配置
3. 仿真验证：在自动生成的Simulink模型中设置仿真参数，运行仿真测试
4. 结果分析：查看生成的响应曲线和性能指标数据，调整参数重新优化

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Simulink基础模块库
• Control System Toolbox（控制系统工具箱）

文件说明

主程序脚本整合了平台的核心功能流程，包括系统参数初始化、LQR最优控制律求解、Simulink仿真模型自动构建、仿真执行与数据导出等关键步骤。该脚本实现了从参数输入到结果分析的全自动化处理，为用户提供一站式的LQR控制器设计与验证解决方案。