具体研究方案
• 连续系统最优控制的MATLAB实现示例
x1 (t ) u(t ) x1 (0) 0 已知连续系统状态方程与初始条件为 , , 性能指标： x2 (t ) x1 (t ) x2 (0) 1
1 J = x22 (t ) u 2 (t ) dt, 设计I自动化测试工具普遍采用的是捕获 /回放机制，并没有对GUI测试的自动化提供很 好的支持。只能被动捕获被测试系统的执行信 息,而不能和被测试系统进行交互，有选择地 捕获被测系统的执行信息。因而，研究与设计 图形用户界面的自动化测试工具，对促进国内 GUI应用系统测试自动化具有较深远的意义。
最优控制理论研究及其MATLAB实现
专业：自动化 班级： 学号： 姓名： 导师：
论文框架及研究过程
•课题研究背景及意义 •课题研究基本思想 •各线性二次型最优控制的MATLAB分析 •论文总结
课题研究的背景及意义
最优控制理论是50年代中期在空间技术的 推动下开始形成和发展起来的。线性系统在 二次型性能指标下的最优控制问题则是R.E. 卡尔曼在60年代初提出和解决的。到目前为 止，二次型最优控制在理论上比较成熟，为 解决这类控制问题而开发的MATLAB函数也比 较多，而且这种控制应用非常广泛。
启动GUI工具箱 界面包含一个静 态文本框控件、 一个可编辑文本 框、一个按钮组 控件、三个按钮 控件、一个列表 框控件。
最优滤波器GUI基本界面
最优滤波器控制界面
滤波器的增益矩阵L
系统估计误差协方差
LQG最优控制的MATLAB实现
Guass最优控制基本界面 Guass最优控制运行界面
论文总结
设计回掉函数运行界面
离散系统最优控制的MATLAB实现示例
以知伺服系统动态结构状态方程为
x(k 1) ax(k ) bu (k ) u (k ) k1v(k ) k2 x(k ) v(k ) r (k ) y (k ) v(k 1) y (k ) cx(k )
离散系统反馈矩阵Kx
离散系统单位阶跃响应
最优观测器KALMAN的MATLAB实现示例
已知单位负反馈连续系统的受控对象与校正装置的传递函数分别为：
G0 s
18 s 1 1 G s ， c s 10 s2
试设计一个 GUI 界面，实现如下要求： （1） 点击按钮“ Kalman 增益矩阵 L ”时，在列表框中显示系统 Kalman 滤波器 的增益矩阵 L ； （2） 点击“系统估计误差的协方差 P ”按钮时，列表框中显示系统估计误差的 协方差 P ； （3） 点击“ Kalman 最优滤波器”按钮时，列表框中显示系统 Kalman （最优） 滤波器(a,b,c,d)。
通过对最优控制理论及其MATLAB实现的设计，我 了解了最优控制是以现代控制理论中的状态空间理 论为最优控制算法，是当前振动控制中采用最为普 遍的控制器设计方法。它所能解决的主要对象是结 构参数模型比较准确、激励和测量信号。使控制系 统的性能指标实现最优化的基本条件和综合方法。 相对于经典控制而言，最优控制有它显著的优势， 应用最优理论设计的多输入—多输出与高阶系统， 往往能得到比经典控制设计的结果要满意得多。
式中 a=0.5, b=1, c=1, d=0 利用 GUI 工具箱设计一界面使其满足在点击【反馈矩阵 Kx】键时在输出框中输 出系统稳态最优反馈增益矩阵，在点击【Step response】键时在轴上画出相应的 系统闭环后的单位阶跃给定响应曲线。
• 离散系统线性二次型最优控制的MATLAB设计
离散系统GUI界面
的功能是：最优反馈增益矩阵 K、最优控制 u*(t)、最优性能指标 J*、特征方程 的特征值和 Riccati 方程的正定解 P。

• 连续系统线性二次型最优控制的MATLAB设计 • 打开MATLAB生成GUI界面 • 五个按钮的String属性设置为： 1、最优反馈增益矩阵K 2、Riccati方程的正定解P 3、最优控制u*(t) 4、最优性能指标J* 5、特征方程的特征值
谢谢各位老师的审阅和指导！