什么是魯棒性?


       魯棒是Robust的音譯,也就是健壯和強壯的意思。它是在異常和危險情況下系統生存的關鍵。比如說,計算機軟件在輸入錯誤、磁盤故障、網絡過載或有意攻擊情況下,能否不死機、不崩潰,就是該軟件的魯棒性。所謂“魯棒性”,是指控制系統在一定(結構,大小)的參數攝動下,維持其它某些性能的特性。根據對性能的不同定義,可分為穩定魯棒性和性能魯棒性。以閉環系統的魯棒性作為目標設計得到的固定控制器稱為魯棒控制器。

溯源和背景

通信網絡的魯棒性通信網絡的魯棒性魯棒性/抗變換性(英文:robustness)原是統計學中的一個專門術語,20世紀70年代初開始在控制理論的研究中流行起來,用以表征控制系統對特性或參數擾動的不敏感性。鑒於中文“魯棒性”的詞義不易被理解,“robustness”又被翻譯成了語義更加易懂的“抗變換性”,“抗變換性”和“魯棒性”在譯文中經常互相通用。

在實際問題中,系統特性或參數的攝動常常是不可避免的。產生攝動的原因主要有兩個方面,一個是由於量測的不精確使特性或參數的實際值會偏離它的設計值(標稱值),另一個是系統運行過程中受環境因素的影響而引起特性或參數的緩慢漂移。因此,魯棒性已成為控制理論中的一個重要的研究課題,也是一切類型的控制系統的設計中所必須考慮的一個基本問題。對魯棒性的研究主要限於線性定常控制系統,所涉及的領域包括穩定性、無靜差性、適應控制等。

原理

魯棒性問題與控制系統的相對穩定性(頻率域內表征控制系統穩定性裕量的一種性能指標)和不變性原理(自動控制理論中研究扼制和消除擾動對控制系統影響的理論)有着密切的聯系,內模原理(把外部作用信號的動力學模型植入控制器來構成高精度反饋控制系統的一種設計原理)的建立則對魯棒性問題的研究起了重要的推動作用。當系統中存在模型攝動或隨機干擾等不確定性因素時能保持其滿意功能品質的控制理論和方法稱為魯棒控制。早期的魯棒控制主要研究單回路系統頻率特性的某些特征,或基於小攝動分析上的靈敏度問題。現代魯棒控制則着重研究控制系統中非微有界攝動下的分析與設計的理論和方法。

控制系統的一個魯棒性是指控制系統在某種類型的擾動作用下,包括自身模型的擾動下,系統某個性能指標保持不變的能力,即抗干擾能力較強。對於實際工程系統,人們最關心的問題是一個控制系統當其模型參數發生大幅度變化或其結構發生變化時能否仍保持漸近穩定,這叫穩定魯棒性。進而還要求在模型擾動下系統的品質指標仍然保持在某個許可范圍內,這稱為品質魯棒性。魯棒性理論致力於研究多變量系統具有穩定魯棒性和品質魯棒性的各種條件。它的進一步發展和應用,將是控制系統最終能否成功應用於實踐的關鍵。

——摘自搜狗百科

 


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM