Fixed-structure robust controller synthesis based on symbolic-numeric computation: design algorithms with a CACSD toolbox
Fixed-structure robust controller synthesis based on symbolic-numeric computation: design algorithms with a CACSD toolbox
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基于符号数值计算的固定结构鲁棒控制器综合：使用CACSD工具箱设计算法
DOI：
10.1109/cca.2004.1387594
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发表时间：
2004
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
K. Sakabe
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
H. Anai;H. Yanami;Shinji Hara;K. Sakabe
提出了一种新的基于符号-数值计算的参数鲁棒控制综合方法。该方法是一种参数空间方法，特别适用于有理型固定结构控制器的分析和设计。实量词消去法是符号计算的最新进展之一，在我们的发展中起着关键作用。基于实量词消去法的方法可以统一处理许多重要的鲁棒控制设计规范，如频率限制H/B/SPL//范数约束、稳定(增益/相位)裕度和稳定半径规范，以及极点位置要求，方法是将这些规范归结为一种特殊类型的公式，称为“符号确定条件(SDC)”。这对于提高QE计算的效率也很有用，因为我们可以利用专门针对SDC的高效QE算法。基于QE实现的参数空间方法，我们开发了一个用于鲁棒参数控制的MatLab工具箱。在图形用户界面的帮助下，基于QE的参数空间方法和对来自控制器参数空间的特定控制器参数值的规范的数值模拟被方便地集成在我们的工具箱中。这使得控制工程师能够顺利地实现多目标鲁棒控制器的综合。我们还讨论了如何将数值计算和符号运算相结合，使我们的新设计方法在实际控制设计中更加有效。
We propose a new method with a software tool for parametric robust control synthesis by symbolic-numeric computation. The method is a parameter space approach and it is especially effective for analysis and design of fixed structure controllers of rational type. The real quantifier elimination (QE), which is one of the recent progresses in the symbolic computation, plays a key role in our development The QE-based approach can uniformly deal with a lot of important design specifications for robust control such as frequency restricted H/sub /spl infin// norm constraints, stability (gain/phase) margin and stability radius specifications, and pole location requirement by reducing such specifications to a particular type of formulas called a "sign definite condition (SDC)". This is also useful for improving the efficiency of QE computations since we can utilize an efficient QE algorithm specialized to the SDC. We have developed a MATLAB toolbox for robust parametric control based on a parameter space approach accomplished by QE. The QE-based parameter space approach and numerical simulation of specifications for specific controller parameter values taken from a controller parameter space are integrated conveniently in our toolbox with the assistance of a graphical user interface. This enables control engineers to achieve multi-objective robust controller synthesis smoothly. We also discuss how to merge the numerical computation and the symbolic operation to make our new design methods more efficient in practical control design.
DOI：
10.1109/tac.2003.815013
发表时间：
2003-08
期刊：
IEEE Trans. Autom. Control.
影响因子：
--
作者：
T. Iwasaki;S. Hara;H. Yamauchi
通讯作者：
T. Iwasaki;S. Hara;H. Yamauchi
DOI：
10.1007/3-540-44860-8_86
发表时间：
2003-06
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
H. Anai;H. Yanami
通讯作者：
H. Anai;H. Yanami