matlab编写鲁棒控制器建模与仿真实例

资 源 简 介

matlab编写鲁棒控制器建模与仿真实例

详 情 说 明

鲁棒控制器设计是控制工程中的核心课题，它能确保系统在参数不确定性或外部干扰下保持稳定性能。Matlab为此提供了完整的工具链支持，下面通过典型实现框架说明关键步骤：

系统建模阶段 通常从传递函数或状态空间模型入手，使用`tf()`或`ss()`函数建立标称模型。对于包含不确定性的系统，可借助Robust Control Toolbox的`ureal()`定义参数变化范围，构建不确定模型集合。

性能指标设定 通过加权函数明确控制目标： 灵敏度加权反映跟踪性能需求 补灵敏度加权约束控制能量 输入加权限制执行机构动作

控制器综合 调用`hinfstruct()`或`musyn()`函数进行H∞或μ综合，这些算法会自动优化控制器结构以满足鲁棒性指标。注意检查γ值是否收敛到可接受范围。

时频域验证 完成设计后需进行双重验证： 频域分析：绘制奇异值曲线检查幅值裕度 时域仿真：注入阶跃扰动测试瞬态响应

典型问题排查点包括：权重函数参数调整、不确定性范围定义过保守、控制器阶数过高等。建议初学者从SISO系统入手，逐步过渡到MIMO系统设计。

进阶方向可考虑将LPV（线性变参数）控制与鲁棒控制结合，或采用LMI方法处理时变时滞系统。Matlab的Simulink环境还支持直接加载控制器的实时硬件在环测试。