Chapter7线性二次型最优控制稳定性是控制系统的一个重要指标,还要考虑诸如调节时间、超调、振荡等动态特性以及控制器所消耗的能量等因素。通过极点配置可使系统具有期望的稳定性和动态性能,然而并没有考虑控制的能量代价。用Lyapunov稳定性理论解决“参数优化问题”,通过选取一个适当的参数,可以在保证系统稳定的前提下,使二次型性能指标最小化,从而使系统的过渡过程具有较好的性能,有必要将这种方法推广到控制器设计。7.1二次型最优控制在控制系统中,为了达到同一个控制目的,可以有多种方案(如多输入系统的极点配置状态反馈控制器是不唯一的),具有最小能量的控制方式更具实际意义。对于X二Ax+Buy=Cx(7-1)系统性能和控制能量的要求可以由下列二次型性能指标来描述:J=jsxtQx+utRudt(7-2)0Q是对称正定(半正定)加权矩阵,R是对称正定加权矩阵,他们反映了设计者对状态X和控制u中各分量重要性的关注程度。第一项反映控制性能,这一项越小,状态衰减到0的速度越快,振荡越小,控制性能越好;第二项反映对控制能量的限制。通常状态X衰减速度越快,控制能量越大,