一种线性离散周期系统极点配置的方法技术方案

技术编号:14701747 阅读:57 留言:0更新日期:2017-02-24 20:11
一种线性离散周期系统极点配置的方法,包括:步骤一:构造矩阵和Gk,满足单值性矩阵的特征值集合为Γ;Gk为以K为周期的相应维数的给定矩阵,使得周期矩阵对是完全可观测的;步骤二:求解周期Sylvester矩阵方程k=0,…,K‑1的数值解,当指标函数J关于Xk在第j次迭代中的偏导数Rk(j)的F‑范数均小于足够小的正数ε,算法停止。本发明专利技术基于梯度下降法,设置合理的变步长,使得算法本身收敛速度快,能够有效、快速地对周期Sylvester矩阵方程进行求解,从而得到一组状态反馈增益矩阵,即解决线性离散周期系统的极点配置问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于控制理论与应用
,特别涉及一种对线性离散周期系统的极点配置以及将实验结果作用到实际线性离散周期系统上,通过比例环节的反馈把线性离散周期系统的极点移置到预定位置的一种线性离散周期系统极点配置的方法
技术介绍
用极点配置来矫正系统的动态性能在线性时不变系统中是一种常用的控制手段。在线性离散周期系统中,系统的极点被定义为系统单值性矩阵的极点。线性离散周期系统稳定与否取决于这些极点是否位于单位圆内。因此,通过一些控制手段来配置闭环系统的极点具有基本的重要性。在线性离散周期系统的极点配置问题的研究中,经常会涉及到周期Sylvester矩阵方程的求解问题。考虑如下周期极点配置问题:给定完全能达的线性离散周期系统,求解周期反馈增益矩阵使得闭环系统单值性矩阵ΦA+BF=(Ak-1+Bk-1Fk-1)…(A0+B0F0)(其中Ak∈Rn×n,Bk∈Rn×m是周期为K≥1的系数矩阵),在复平面的特征值落在预定的位置Γ={λ1,…,λn

【技术保护点】
一种线性离散周期系统极点配置的方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤一:构造一组矩阵和矩阵Gk,具体包括如下步骤:步骤101)构造矩阵且满足单值性矩阵的特征值集合为Γ;步骤102)构造矩阵Gk,Gk为以K为周期的相应维数的给定矩阵,使得周期矩阵对是完全可观测的;步骤二:求解周期Sylvester矩阵方程的数值解Xk(j),k=0,1,…,K‑1,具体包括如下步骤:步骤201)令指标函数其中,|| ||表示矩阵的F‑范数,令函数令函数令函数步骤202)选择任意初值Xk(0)∈Rn×n,k=0,…,K‑1,计算:Qk(0)=BkGk-AkXk(0)-Xk+1(0)A~k;]]>Rk(0)=AkTQk(0)+Qk1(0)A~k-1T;]]>Rk(0)=‑Rk(0);j:=0,:=是赋值符号;步骤203)如果||Rk(j)||≤ε,k=0,1,…,K‑1,ε为一正数,退出并返回Xk(j),k=0,1,…,K‑1;否则转到步骤204;步骤204)对于k=0,1,…,K‑1,计算:α(j)=Σk=0K-1[PkT(j)Rk(j)]Σk=0K-1||AkPk(j)+Pk+1(j)A~k||2;]]>Xk(j+1)=Xk(j)+α(j)Pk(j);Qk(j+1)=BkGk‑AkXk(j+1)‑Xk+1(j+1)Ak;Rk(j+1)=AkTQk(j+1)+Qk-1(j+1)A~k-1T;]]>Pk(j+1)=-Rk(j+1)+Σk=0K-1||Rk(j+1)||2Σk=0K-1||Rk(j)||2Pk(j);]]>j:=j+1;返回第203步;步骤三:根据式计算状态反馈增益矩阵Fk,k=0,1,…,K‑1。...

【技术特征摘要】
1.一种线性离散周期系统极点配置的方法,其特征在于:包括如下步骤:步骤一:构造一组矩阵和矩阵Gk,具体包括如下步骤:步骤101)构造矩阵且满足单值性矩阵的特征值集合为Γ;步骤102)构造矩阵Gk,Gk为以K为周期的相应维数的给定矩阵,使得周期矩阵对是完全可观测的;步骤二:求解周期Sylvester矩阵方程的数值解Xk(j),k=0,1,…,K-1,具体包括如下步骤:步骤201)令指标函数其中,||||表示矩阵的F-范数,令函数令函数令函数步骤202)选择任意初值Xk(0)∈Rn×n,k=0,…,K-1,计算:Qk(0)=BkGk-AkXk(0)-Xk+1(0)A~k;]]>Rk(0)=AkTQk(0)+Qk1(0)A~k-1T;]]>Rk(0)=-Rk(0);j:=0,:=是赋值符号;步骤203)如果||Rk(j)||≤ε,k=0,1,…,K-1,ε为一正数,退出并返回Xk(j...

【专利技术属性】
技术研发人员:吕灵灵张哲
申请(专利权)人:华北水利水电大学
类型:发明
国别省市:河南;41

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