控制系統的魯棒性是指系統在不確定性的擾動下，具有保持某種性能不變的能力。如果對象的不確定性可用一個集合P描述，考察控制系統的某些性能指標，如穩定性、品質指標等，設計一個控制器，如果該控制器對對象集合中的每個對象都能滿足給定的性能指標，則稱該控制器對此性能指標(特性)是魯棒的。因此，在談到魯棒性時，必須要求有一個控制器，有一個對象集合和某些系統性能。
基本介紹
- 中文名：控制系統魯棒性
- 外文名：Robustness of Control System
- 定義：系統具有保持某種性能不變的能力
- 英語：控制系統
- 特點：穩定性、漸近調節和動態特性
- 所屬領域：自動控制
背景,方法,特點,
背景
無論採取何種設計思路，控制器都是依據描述過程的動態特性的信息來設計的。這些信息(即模型)可能是一組偏微分方程，也可能僅僅是現場測得的過程增益和過渡時間，這些信息的準確性不同，但都不能準確描述過程。另外，過程本身的特性也隨時間而變化，模型通常捕捉不到這些變化。因此，控制系統應當被設計得對這種模型不確定性不敏感，也就是說，控制系統應具有魯棒性。
對控制系統來說，魯棒性指標是必需的和有實際意義的，但直到20世紀70年代末期，解決控制系統的魯棒性問題才成為控制界研究的主要目標。
21世紀初期，控制系統的魯棒性研究在控制領域已趨於成熟，並且在持續發展。
方法
魯棒性包括穩定魯棒性和品質魯棒性。一個控制系統是否具有魯棒性，是它能否真正實際套用的關鍵。因此，現代控制系統的設計已將魯棒性作為一種最重要的設計指標。
為了解決控制系統的魯棒性問題，近年來主要出現了兩個主攻方向：
一個是主動式(active)適應技術，即通常稱的自適應控制系統設計技術。它套用辨識方法不斷了解系統的不確定性，並在此基礎上調整控制器的結構與參數，從而使系統滿足性能指標要求。
另一種是被動式(passive)適應技術，即一般稱的魯棒控制設計技術。對具有不確定性的系統設計一個控制器，使系統在不確定性範圍內工作時，滿足系統的設計性能指標要求。
特點
很顯然，控制系統的魯棒性貫穿著穩定性、漸近調節和動態特性這三個方面的內容，即分別有魯棒穩定性、魯棒漸近調節和魯棒動態特性，其中魯棒漸近調節和魯棒動態特性反映了控制系統的魯棒性能要求。
(1)魯棒穩定性是指在一組不確定性的作用下仍然能夠保證反饋控制系統的穩定性。
(2)魯棒漸近調節是指在一組不確定性的影響下仍然可以實現反饋控制系統的漸近調節功能。
(3)魯棒動態特性通常稱為靈敏度特性，即要求動態特性不受不確定性的影響。
