魯棒

詞語(yǔ)解釋

“魯棒”在通信中是指抗擾能力強(qiáng)的通信系統(tǒng)。它是一種高度可靠的通信技術(shù)，可以在多種復(fù)雜的環(huán)境中提供可靠的通信服務(wù)。魯棒性是指一個(gè)系統(tǒng)能夠在受到外部干擾或內(nèi)部故障的情況下，仍能保持良好的系統(tǒng)性能，從而提供可靠的通信服務(wù)。魯棒性可以提高系統(tǒng)的可靠性，減少系統(tǒng)故障，提高系統(tǒng)可用性，并有效地抵御外部干擾。魯棒性在通信中的應(yīng)用非常廣泛，其中最常見(jiàn)的是在無(wú)線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。無(wú)線通信系統(tǒng)中，由于受到多種外部干擾，如電磁干擾、噪聲干擾等，容易造成信號(hào)失真、信號(hào)丟失等，從而影響系統(tǒng)的可靠性。因此，采用魯棒性技術(shù)可以有效抵御外部干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。此外，魯棒性技術(shù)還可以應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用于抵御環(huán)境噪聲、溫度變化等外部干擾，從而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，魯棒性技術(shù)還可以應(yīng)用于信號(hào)處理系統(tǒng)，用于抵御噪聲、失真等外部干擾，從而提高系統(tǒng)的性能。總之，魯棒性是一種高度可靠的通信技術(shù)，可以有效抵御外部干擾，提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，并有效提高系統(tǒng)的性能。它的應(yīng)用非常廣泛，不僅可以應(yīng)用于無(wú)線通信系統(tǒng)，還可以應(yīng)用于自動(dòng)控制系統(tǒng)和信號(hào)處理系統(tǒng)中。

魯棒是Robust的音譯，也就是健壯、強(qiáng)壯、堅(jiān)定、粗野的意思。
魯棒性（robustness）就是系統(tǒng)的健壯性。它是在異常和危險(xiǎn)情況下系統(tǒng)生存的關(guān)鍵。比如說(shuō)，計(jì)算機(jī)軟件在輸入錯(cuò)誤、磁盤(pán)故障、網(wǎng)絡(luò)過(guò)載或有意攻擊情況下，能否不死機(jī)、不崩潰，就是該軟件的魯棒性。所謂“魯棒性”，是指控制系統(tǒng)在一定（結(jié)構(gòu)，大�。┑膮�(shù)攝動(dòng)下，維持某些性能的特性。根據(jù)對(duì)性能的不同定義，可分為穩(wěn)定魯棒性和性能魯棒性。以閉環(huán)系統(tǒng)的魯棒性作為目標(biāo)設(shè)計(jì)得到的固定控制器稱(chēng)為魯棒控制器。
當(dāng)今的自動(dòng)控制技術(shù)都是基于反饋的概念。反饋理論的要素包括三個(gè)部分：測(cè)量、比較和執(zhí)行。測(cè)量關(guān)心的變量，與期望值相比較，用這個(gè)誤差糾正調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的響應(yīng)。
這個(gè)理論和應(yīng)用自動(dòng)控制的關(guān)鍵是，做出正確的測(cè)量和比較后，如何才能更好地糾正系統(tǒng)。
魯棒控制（Robust Control）方面的研究始于20世紀(jì)50年代。在過(guò)去的20年中，魯棒控制一直是國(guó)際自控界的研究熱點(diǎn)。所謂“魯棒性”，是指控制系統(tǒng)在一定（結(jié)構(gòu)，大�。┑膮�(shù)攝動(dòng)下，維持某些性能的特性。根據(jù)對(duì)性能的不同定義，可分為穩(wěn)定魯棒性和性能魯棒性。以閉環(huán)系統(tǒng)的魯棒性作為目標(biāo)設(shè)計(jì)得到的固定控制器稱(chēng)為魯棒控制器。
由于工作狀況變動(dòng)、外部干擾以及建模誤差的緣故，實(shí)際工業(yè)過(guò)程的精確模型很難得到，而系統(tǒng)的各種故障也將導(dǎo)致模型的不確定性，因此可以說(shuō)模型的不確定性在控制系統(tǒng)中廣泛存在。如何設(shè)計(jì)一個(gè)固定的控制器，使具有不確定性的對(duì)象滿(mǎn)足控制品質(zhì)，也就是魯棒控制，成為國(guó)內(nèi)外科研人員的研究課題。
魯棒控制的早期研究，主要針對(duì)單變量系統(tǒng)（SISO）的在微小攝動(dòng)下的不確定性，具有代表性的是Zames提出的微分靈敏度分析。然而，實(shí)際工業(yè)過(guò)程中故障導(dǎo)致系統(tǒng)中參數(shù)的變化，這種變化是有界攝動(dòng)而不是無(wú)窮小攝動(dòng)。因此產(chǎn)生了以討論參數(shù)在有界攝動(dòng)下系統(tǒng)性能保持和控制為內(nèi)容的現(xiàn)代魯棒控制。
現(xiàn)代魯棒控制是一個(gè)著重控制算法可靠性研究的控制器設(shè)計(jì)方法。其設(shè)計(jì)目標(biāo)是找到在實(shí)際環(huán)境中為保證安全要求控制系統(tǒng)最小必須滿(mǎn)足的要求。一旦設(shè)計(jì)好這個(gè)控制器，它的參數(shù)不能改變而且控制性能能夠保證。
魯棒控制方法，是對(duì)時(shí)間域或頻率域來(lái)說(shuō)，一般要假設(shè)過(guò)程動(dòng)態(tài)特性的信息和它的變化范圍。一些算法不需要精確的過(guò)程模型，但需要一些離線辨識(shí)。
一般魯棒控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是以一些最差的情況為基礎(chǔ)，因此一般系統(tǒng)并不工作在最優(yōu)狀態(tài)。常用的設(shè)計(jì)方法有：INA方法，同時(shí)鎮(zhèn)定，完整性控制器設(shè)計(jì)，魯棒控制，魯棒PID控制以及魯棒極點(diǎn)配置，魯棒觀測(cè)器等。
魯棒控制方法適用于穩(wěn)定性和可靠性作為首要目標(biāo)的應(yīng)用，同時(shí)過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性已知且不確定因素的變化范圍可以預(yù)估。飛機(jī)和空間飛行器的控制是這類(lèi)系統(tǒng)的例子。
過(guò)程控制應(yīng)用中，某些控制系統(tǒng)也可以用魯棒控制方法設(shè)計(jì)，特別是對(duì)那些比較關(guān)鍵且（1）不確定因素變化范圍大；（2）穩(wěn)定裕度小的對(duì)象。
但是，魯棒控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要由高級(jí)專(zhuān)家完成。一旦設(shè)計(jì)成功，就不需太多的人工干預(yù)。另一方面，如果要升級(jí)或作重大調(diào)整，系統(tǒng)就要重新設(shè)計(jì)。
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