！！Robust Control Design with MATLAB——2005

wodeccbp

Robust Control Design with MATLAB——2005



内容被版主不小心误操作了，所以重传……

Robust Control Design with MATLAB.part1.rar (3.34 MB, 下载次数: 59 )

2009-7-10 18:09 上传

点击文件名下载附件

Robust Control Design with MATLAB.part2.rar (2.61 MB, 下载次数: 61 )

2009-7-10 18:09 上传

点击文件名下载附件

[ 本帖最后由 wodeccbp 于 2009-7-10 18:09 编辑 ]





.

wodeccbp

目录：

Contents
Part I Basic Methods and Theory
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.1 Control-system Representations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2 System Stabilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3 Coprime Factorisation and Stabilising Controllers . . . . . . . . . . . . 7
1.4 Signals and System Norms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4.1 Vector Norms and Signal Norms. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4.2 System Norms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2 Modelling of Uncertain Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.1 Unstructured Uncertainties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
2.2 Parametric Uncertainty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.3 Linear Fractional Transformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
2.4 Structured Uncertainties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
3 Robust Design Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.1 Small-gain Theorem and Robust Stabilisation . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.2 Performance Consideration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
3.3 Structured Singular Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4 H∞ Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.1 Mixed Sensitivity H∞ Optimisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
4.2 2-Degree-Of-Freedom H∞ Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.3 H∞ Suboptimal Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.3.1 Solution Formulae for Normalised Systems . . . . . . . . . . . . 39
4.3.2 Solution to S-over-KS Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.3.3 The Case of D22
= 0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.3.4 Normalisation Transformations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.3.5 Direct Formulae for H∞ Suboptimal Central Controller 47
4.4 Formulae for Discrete-time Cases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
xii Contents
5 H∞ Loop-shaping Design Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5.1 Robust Stabilisation Against Normalised Coprime Factor
Perturbations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.2 Loop-shaping Design Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
5.3 Formulae for the Discrete-time Case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
5.3.1 Normalised Coprime Factorisation of Discrete-time
Plant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
5.3.2 Robust Controller Formulae . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
5.3.3 The Strictly Proper Case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
5.3.4 On the Three DARE Solutions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
5.4 A Mixed Optimisation Design Method with LSDP . . . . . . . . . . . 67
6 μ-Analysis and Synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
6.1 Consideration of Robust Performance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
6.2 μ-Synthesis: D-K Iteration Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
6.3 μ-Synthesis: μ-K Iteration Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
7 Lower-order Controllers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
7.1 Absolute-error Approximation Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
7.1.1 Balanced Truncation Method . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
7.1.2 Singular Perturbation Approximation . . . . . . . . . . . . . . . . 82
7.1.3 Hankel-norm Approximation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
7.1.4 Remarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
7.2 Reduction via Fractional Factors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
7.3 Relative-error Approximation Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
7.4 Frequency-weighted Approximation Methods . . . . . . . . . . . . . . . . 92
Part II Design Examples
8 Robust Control of a Mass-Damper-Spring System . . . . . . . . . 101
8.1 System Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
8.2 Frequency Analysis of Uncertain System. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
8.3 Design Requirements of Closed-loop System . . . . . . . . . . . . . . . . 108
8.4 System Interconnections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
8.5 Suboptimal H∞ Controller Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
8.6 Analysis of Closed-loop System with Khin . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
8.7 H∞ Loop-shaping Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
8.8 Assessment of H∞ Loop-shaping Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
8.9 μ-Synthesis and D-K Iterations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
8.10 Robust Stability and Performance of Kmu . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
8.11 Comparison of H∞, H∞ LSDP and μ-controllers . . . . . . . . . . . . 150
8.12 Order Reduction of μ-controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
8.13 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
Contents xiii
9 A Triple Inverted Pendulum Control-system Design . . . . . . . 163
9.1 System Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
9.2 Modelling of Uncertainties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
9.3 Design Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
9.4 System Interconnections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
9.5 H∞ Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
9.6 μ-Synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
9.7 Nonlinear System Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
9.8 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
10 Robust Control of a Hard Disk Drive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
10.1 Hard Disk Drive Servo System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
10.2 Derivation of Uncertainty Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
10.3 Closed-loop System-design Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
10.4 System Interconnections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
10.5 Controller Design in Continuous-time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
10.5.1 μ-Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
10.5.2 H∞ Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
10.5.3 H∞ Loop-shaping Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
10.6 Comparison of Designed Controllers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
10.7 Controller-order Reduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
10.8 Design of Discrete-time Controller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239
10.9 Nonlinear System Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
10.10Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
11 Robust Control of a Distillation Column . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
11.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
11.2 Dynamic Model of the Distillation Column . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
11.3 Uncertainty Modelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
11.4 Closed-loop System-performance Specifications . . . . . . . . . . . . . . 256
11.5 Open-loop and Closed-loop System Interconnections . . . . . . . . . 261
11.6 Controller Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
11.6.1 Loop-shaping Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262
11.6.2 μ-Synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
11.7 Nonlinear System Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
11.8 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
12 Robust Control of a Rocket . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
12.1 Rocket Dynamics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
12.2 Uncertainty Modelling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
12.3 Performance Requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
12.4 H∞ Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
12.5 μ-Synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315
12.6 Discrete-time μ-Synthesis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
12.7 Simulation of the Nonlinear System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328
xiv Contents
12.8 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 332
13 Robust Control of a Flexible-Link Manipulator . . . . . . . . . . . . 335
13.1 Dynamic Model of the Flexible Manipulator . . . . . . . . . . . . . . . . 336
13.2 A Linear Model of the Uncertain System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
13.3 System-performance Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
13.4 System Interconnections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
13.5 Controller Design and Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361
13.6 Nonlinear System Simulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
13.7 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387

[ 本帖最后由 wodeccbp 于 2009-7-10 18:11 编辑 ]

fingjjjjjj

xia look ok

fingjjjjjj

對不起wodeccbp 我說錯話了

[ 本帖最后由 jswon 于 2009-7-10 17:44 编辑 ]

lcl6000

Robust Control Design with MATLAB

lcl6000

侃侃而谈,坏的??????

lcl6000

没问题啊

wodeccbp

:victory: :victory:

[ 本帖最后由 wodeccbp 于 2009-7-10 18:08 编辑 ]

wodeccbp

鲁棒性（（（（（（（（（

chenzf

好书 顶了 谢谢楼住分享