一階倒立擺系統(tǒng)模型分析狀態(tài)反饋與觀測(cè)器設(shè)計(jì)PPT學(xué)習(xí)教案_第1頁(yè)
一階倒立擺系統(tǒng)模型分析狀態(tài)反饋與觀測(cè)器設(shè)計(jì)PPT學(xué)習(xí)教案_第2頁(yè)
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1、會(huì)計(jì)學(xué)1一階倒立擺系統(tǒng)模型分析狀態(tài)反饋與觀一階倒立擺系統(tǒng)模型分析狀態(tài)反饋與觀測(cè)器設(shè)計(jì)測(cè)器設(shè)計(jì)第1頁(yè)/共34頁(yè)n圖2.擺桿受力分析圖c第2頁(yè)/共34頁(yè)sinlxxc)sincos(2llxmxmHc coslyc)cossin(-2llmymmgNc 0sincos-JcNlHl第3頁(yè)/共34頁(yè) 022sincoscossinsincosJcNlHlmlmlmgNmlmlxmH cmglmlJxmlsin)()cos(2020mlJJ cmglJxmlsin)cos(第4頁(yè)/共34頁(yè)平衡位置附近對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行線性化，取，令n并忽略高次項(xiàng)，可得如下方程：ncossinuJmlJcJmglux -1co

2、s,sinuJmlJcJmglux 第5頁(yè)/共34頁(yè) xxxxxx4321uJmlxxxxJcJmglxxxx/010/0010000000001043214321第6頁(yè)/共34頁(yè)第7頁(yè)/共34頁(yè)uxxxxxxxx9747. 50106747. 06118.58001000000000104321432143213101000001xxxxxxy第8頁(yè)/共34頁(yè)n知系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。06118.586747. 06747. 06118.580010000000122sssssssAsI0006. 8,3259. 7, 04321ssss第9頁(yè)/共34頁(yè)nrankBABAABBrank43786.

3、4749077.3520311. 49747. 59077.3520311. 49747. 50000101032第10頁(yè)/共34頁(yè)觀測(cè)器極點(diǎn)配置條件。4067.595454.390000006747. 06118.58000000100000100100000132rankCACACACrank第11頁(yè)/共34頁(yè)nDuCxyBuAxx 第12頁(yè)/共34頁(yè)K（對(duì)應(yīng)于極點(diǎn)配置的內(nèi)容）。DvxDKCyBvxBKAx 第13頁(yè)/共34頁(yè)%10)1/(2e7 . 024nswt3nw092 . 42222sswswsnn1424. 21 . 22, 1js第14頁(yè)/共34頁(yè)104, 3s 900600

4、1932 .24)1424. 21 . 2)(1424. 21 . 2(10)()(23424321ssssjsjsssssssssssa第15頁(yè)/共34頁(yè)CBA ,4321kkkkK CBBKA,121212332446118.58-)s6118.586747. 0()6747. 09747. 56118.58()9747. 56747. 0()(det)(kkkskkkskksBKAsIsp sasp)(9006118.58-6006118.586747. 01936747. 09747. 56118.582 .249747. 56747. 012112324kkkkkkkk第16頁(yè)/共3

5、4頁(yè)統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)狀態(tài)變量，而系統(tǒng)的狀態(tài)變量往往比較難獲取，甚至是無(wú)法測(cè)量，因此需要設(shè)計(jì)狀態(tài)觀測(cè)器來(lái)重構(gòu)系統(tǒng)的狀態(tài)。6804. 5,8588.45,4136.10,3551.154321kkkk5.6804 45.8588 10.4136- 15.3551- K第17頁(yè)/共34頁(yè)CBA,CBA,x 0limxxtCBA ,第18頁(yè)/共34頁(yè)GC的配置。BuGyxGCAyyGBuxAx) (第19頁(yè)/共34頁(yè)32-5 j325jTG4343.2119079.275615.78-9281. 3-1830.1223224. 63480.284174.216747. 08225.15201830.122

6、19079.2703224. 605615.7803480.2809281. 314174.21GCA第20頁(yè)/共34頁(yè)第21頁(yè)/共34頁(yè)第22頁(yè)/共34頁(yè)第23頁(yè)/共34頁(yè)n系統(tǒng)要求的性能指標(biāo)。第24頁(yè)/共34頁(yè)第25頁(yè)/共34頁(yè)第26頁(yè)/共34頁(yè)為，解方程n得1000001001000001P2221121116747. 0-06118.580000010000100AAAAPAPA9747. 510021BBPBB陣。為、陣為和陣，均為、其中24,1222212122211211QQBBAAAA30,30 3710)(2sssa)()det(1222saKAAsITT3253.290030K2111000001001000001QQPQ第27頁(yè)/共34頁(yè)3253.290030TKL300030-1222ALA6118.58000-1121ALA9747. 51-12BLB221212112121222)-()-()-(xQyQxyLzxuBLByALAxALAz 第28頁(yè)/共34頁(yè)第29頁(yè)/共34頁(yè)n從仿真結(jié)果看，控制性能也滿足系統(tǒng)要求。第30頁(yè)/共34頁(yè)第31頁(yè)/共34頁(yè)決這個(gè)矛盾的途徑之一,就是通過(guò)重構(gòu)系統(tǒng)的狀態(tài),并用這個(gè)重構(gòu)的狀態(tài)來(lái)代替系統(tǒng)的真實(shí)狀態(tài),以實(shí)現(xiàn)所要求的狀態(tài)反饋。狀態(tài)觀測(cè)器正是在這樣的背景下

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