用控制系统设计器设计LQG跟踪器

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这个例子展示了如何使用LQG合成设计一个磁盘驱动器读/写头的反馈控制器。

有关系统和模型的详细信息，请参阅Franklin, Powell和Workman所著的“动态系统的数字控制”第14章。

磁盘驱动器模型

下面是要建模的系统的图片。

模型输入为驱动音圈电机的电流，输出为位置误差信号(PES，单位为轨道宽度%)。要了解更多关于十阶模型的信息，请参见硬盘驱动器的数字伺服控制．该装置包括一个小的时间延迟。对于本例，请忽略此延迟。

负载diskdemoGr = tf(1e6，[1 12.5 0]);Gf1 = tf(w1*[a1 b1*w1]，[1 2*z1*w1 w1^2]);%第一共振Gf2 = tf(w2*[a2 b2*w2]，[1 2*z2*w2 w2^2]);%秒共振Gf3 = tf(w3*[a3 b3*w3]，[1 2*z3*w3 w3^2]);%第三共振Gf4 = tf(w4*[a4 b4*w4]，[1 2*z4*w4 w4^2]);%四次共振G = (ss(Gf1)+Gf2+Gf3+Gf4) * Gr;%转换为状态空间的准确性

设计概述

在本例中，设计一个全序LQG跟踪器，它将读写头放置在正确的位置。调整LQG跟踪器以达到特定的性能要求，并尽可能减少控制器的顺序。例如，将LQG跟踪器转换为PI控制器格式。

开放式控制系统设计者

打开控制系统设计器，导入工厂模型。

controlSystemDesigner (G)

默认情况下，控制系统设计器显示闭环系统的阶跃响应，以及开环响应的博德和根轨迹图形编辑器。

最大化阶跃响应。双击IOTransfer_r2y:步骤图选项卡。中描述了如何使用控制系统设计器的详细信息控制系统设计器入门．

默认的单位增益补偿器产生一个稳定的闭环系统与大振荡。

设计一个全阶LQG跟踪器

点击调优方法，并选择LQG合成．

在“LQG合成”对话框中，单击规范节，设置对控制器性能的要求:

控制器响应—指定控制器的瞬态行为。您可以使控制器在干扰抑制方面更具侵略性，或者在植物不确定性方面更健壮。如果你相信你的模型是准确的，并且被操纵的变量有一个足够大的范围，一个激进的控制器是可取的。
测量噪声-为您的应用程序指定输出测量噪声水平的估计值。要产生更健壮的控制器，请指定更大的噪声估计。
期望控制器顺序-指定您的控制器顺序偏好。

使用默认的滑块设置作为初始控制器设计。