[推荐] 一个最优控制系统设计与仿真的工具箱——PIMCSD Toolbox

windwill

这个工具箱是钟万勰教授的课题组开发的。
在 http://www.cae-sh.org.cn/homepage/index.htm 页面的右上角有下载连接。

其简介如下，大家有兴趣可以看一下：




PIMCSD Toolbox 简介（简化版）
                                                                     
       传统的控制系统设计软件（如MATLAB、SLICOT等）通常用于定常控制器设计，尚缺乏有限长时间的时变控制器设计功能。时变控制器可以大幅度提高控制系统的多项性能指标而不增加过多的复杂性，这对于航空航天工程中的许多控制系统设计问题尤为重要，例如：直升机起飞和降落、制导武器的精确打击和拦截、卫星编队队形重构、机械臂快速操作等。
       在钟万勰院士所提出的精细积分理论与算法体系基础上，我们开发了基于精细积分的最优控制系统工具箱（PIMCSD），特别提供解决时变控制器设计和仿真等功能；最终希望提供一套最优控制系统设计与仿真的完整解决方案。


PIMCSD Toolbox 的简化版提供的主要功能有：
1）
传统定常LQ最优控制器、Kalman滤波器设计以及控制系统仿真等基本功能。例如Matlab 控制工具箱提供的lqr(), lqry(), kalman(), lqg()等设计功能与initial(),step(),impulse(), lsim()等仿真功能，以及c2d(),normh2(),normhinf()等系统离散、分析等功能，都包含在PIMCSD Toolbox 工具箱中。还增加了sinresp(), rampresp(), ltisim(),simkalman() 等灵活的设计仿真函数供用户使用。这些功能都是基于精细积分算法理论开发，具有更高的效率和精度。
2）
有限长时间、软终端约束的时变LQ控制器设计与仿真功能。时变控制器只需要定常控制器一般的时间就可以达到系统期望的状态（在输入峰值大小相同的情况下），对于快速机动的控制问题特别感兴趣
3）
有限长时间时变最优Kalman滤波器的设计与仿真功能。考虑了初始统计信息的影响，具有更好的滤波效果。
4）
核心的矩阵代数方程与微分方程求解器。基于精细积分算法理论，开发了矩阵指数、矩阵代数Riccati方程、Lyapunov方程等求解器，并提供了矩阵微分Riccati方程、Lyapunov方程的求解器，以方便用户设计。
5）
H∞全状态反馈控制系统的设计与仿真功能。特别提供了有限长时间H∞控制系统临界参数的计算，设计与仿真功能。



PIMCSD Toolbox 的简化版函数功能列表请参见..\contents.m，详细地介绍资料请参见..\doc\目录下的内容。


PIMCSD Toolbox 的完整版在时变控制器、滤波器的设计与仿真（例如各种终端条件约束下时变控制器的设计、各种的端部统计信息对滤波器、平滑器设计的影响、时变的LQG综合与跟踪等功能）以及无限长/有限长时间的H∞控制、滤波和综合等方面做了大量扩展，并在增加线性时变系统、非线性系统（如输入饱和）及分散控制等内容，欢迎关注。