主要内容

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量子化されたシステムの絶対的な安定性

この例では,線形時不変システムが円錐セクターに属する静的な非線形性とのフィードバック相互接続にある場合,絶対的な安定性を強制する方法を示します。

フィ,ドバック接続

図1に示すフィドバック接続にいて考えます。

図1:フィ,ドバック接続

G美元は線形時不変システム,美元$ N (y)は次を満たす円錐セクタ[\α,β\]美元(ここで)βα< \ \ $美元)に属する静的な非線形性です。

$$ \ y²<~yN(y)<~\ y²$$

この例では,G美元は次の離散時間システムです。

目录(fullfile (matlabroot,“例子”“控制”“主要”))添加示例数据A = [0.9995, 0.0100, 0.0001;-0.0020, 0.9995, 0.0106;0,0,0.9978];B = [0,0.002, 0.04]';C = [2.3948, 0.3303, 2.2726];D = 0;G = ss(A,B,C,D,0.01);

セクタ,境界のある非線形性

この例では,非線形性美元$ N (y)が対数量子化器となります。これは次のように定義されます。

$$N(y) = \left\{\begin{array}{ll} \rho^j, &\ mbox{如果~ $ & # xA; \压裂{1 + \ρ}{2}\ρ^ j < y \ leq \压裂{1 + \ρ}{2 \ρ}\ρ^ j $}; \ \ 0 & # 38; & # xA; \ mbox{如果~ $ y = 0 $};\\ -N(-y), &\mbox{if~ $y < 0$} \end{array} \right.

ここで,$j\in \{0,\pm1,\pm2,\dots \}$です。この量子化器はセクタ,境界美元[\压裂{2 \ρ}{1 + \ρ}\压裂{2}{1 + \ρ}]美元に属します。たとえば,$\rho = 0.1$の場合,量子化器は円錐セクタ,[0.1818,1.8182]に属します。

量化器参数Rho = 0.1;%下界= 2* (1+)%上限= 2/(1+)
Alpha = 0.1818 beta = 1.8182

量子化器のセクタ,境界をプロットします。

PlotSectorBound(ρ)

\ρ美元は量子化の密度を表します。ここで0 < \ρ< 1美元です。\ρ美元が大きいほど,量子化された値はより正確になります。この量子化器の詳細にいては,[1]を参照してください。

絶対的な安定性の円錐セクタ,条件

量子化器の円錐セクタ,行列は次によって与えられます。

$$ Q = \left(\begin{array}{cc} 1 &- \压裂{\α+β\}{2}\ \ & # xA; - \压裂{\α+β\}{2}& # 38;\αβ\ \{数组}\右)结束。$ $

図1のフィ,ドバック接続の安定性を保証するには,線形システムG美元が次を満たす必要があります。

$ $ \ int_0 ^ T \离开(\{数组}{c}开始u (T) \ \ - y (T) \结束数组{}\右)^ T提问# xA; \离开(\{数组}{c}开始u (T) \ \ - y (T) \结束数组{}\右)& # 62;0 $ $

ここで,你美元y美元は,それぞれG美元の入力と出力です。

この条件は,セクタR美元1より小さいかどうかを確認することで検証できます。

$\rho = 0.1$である量子化器の円錐セクタ,行列を定義します。

Q =(1 -(α+β)/ 2,-(α+β)/ 2,αβ*);

Gのセクタンデックスを取得します。

R = getSectorIndex([1;-G],-Q)
R = 1.8247

$ であるため,閉ル,プシステムは安定していません。この不安定性を確認するには,次のS万博1manbetximulinkモデルを使用します。

mdl =“DTQuantization”;open_system (mdl)

万博1manbetxSimulinkモデルを実行します。

sim (mdl) open_system (“DTQuantization /输出”

出力軌跡から,閉ル,プシステムが不安定であることがわかります。これは,$\rho = 0.1$の量子化器では粗すぎるためです。

$\rho = 0.25$として,量子化の密度を濃くします。量子化器は円錐セクタ,[0.4,1.6]に属します。

量化器参数Rho = 0.25;%下界= 2* (1+)%上限= 2/(1+)
Alpha = 0.4000 beta = 1.6000

量子化器のセクタ,境界をプロットします。

PlotSectorBound(ρ)

$\rho = 0.25$である量子化器の円錐セクタ,行列を定義します。

Q =(1 -(α+β)/ 2,-(α+β)/ 2,αβ*);

Gのセクタンデックスを取得します。

R = getSectorIndex([1;-G],-Q)
R = 0.9702

R < 1美元なので,$\rho = 0.25$である量子化器は,フィ,ドバック接続の安定性の円錐セクタ,条件を満たします。

$\rho = 0.25$としてS万博1manbetximulinkモデルを実行します。

sim (mdl) open_system (“DTQuantization /输出”

セクタ。

参考文献

[1]傅敏,谢磊,“量化反馈控制的扇区约束方法”,IEEE自动控制汇刊50(11), 2005, 1698-1711。

bdclose (mdl);rmpath (fullfile (matlabroot,“例子”“控制”“主要”))删除示例数据