(完整版)計算機(jī)控制系統(tǒng)高金源版課后答案

X(k+1)二0—0.16X(k)+0U(k)試設(shè)計全狀態(tài)反饋控制律，使閉環(huán)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間最短。若系統(tǒng)初條件為x(o)=hib，試計算系統(tǒng)時間響應(yīng)B6-4一個一般的二階離散系統(tǒng)狀態(tài)方程為X(k+1)二X(k)+X(k+1)二X(k)+U(k)g2Y(k)二Ecc]X(k)12試確定全狀態(tài)反饋控制律，使閉環(huán)控制系統(tǒng)的特征方程為：z2+az+a=012用所得結(jié)果驗證例6-8所得結(jié)果。B6-5兩個水箱組成的系統(tǒng)如題圖B5-9所示，如選擇每個水箱水位高度為狀態(tài)變量，則系統(tǒng)的狀態(tài)方程為：X(t)X(t)二「-0.01970-X(t)+「0.0263「0.0178-0.01290U(t)Y(t)二[01]X(t)若令采樣周期T=12，試求離散狀態(tài)方程；試確定全狀態(tài)反饋控制律，使閉環(huán)控制系統(tǒng)的特征方程為：z2—1.55z+0.64二0試設(shè)計狀態(tài)觀測器，使觀測器的閉環(huán)極點位于：z=z=0.62124試分別仿真計算帶有觀測器和不帶觀測器系統(tǒng)在初始條件X(0)=111]t時的響應(yīng)曲線。B6-6對例6-8所示單軸衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)，設(shè)計降維狀態(tài)觀測器，并設(shè)x(k)1是可以實測的狀態(tài)，令T=0.1s。并依該例所得反饋控制律求取調(diào)節(jié)器的數(shù)字濾波器的傳遞函數(shù)。B6-7衛(wèi)星的動力學(xué)方程可以表示如題圖B6-7所示。設(shè)采樣周期T=0.05s。1）求該系統(tǒng)的離散模型；2）利用極點配置法求全狀態(tài)反饋。系統(tǒng)期望的阻尼比g=0.7，自然頻率①=10rad/s。n3）求現(xiàn)今值觀測器增益，其期望極點的阻尼比g=0.7，自然頻率=20rad/s。n4）確定數(shù)字濾波器的傳遞函數(shù)。5）用根軌跡或頻率法設(shè)計超前濾波器，等效s平面的自然頻率①仝1Orad/s,n阻尼比g-0.7。6）比較上述兩個濾波器題圖B6-7衛(wèi)星的動力學(xué)結(jié)構(gòu)B6-8已知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如題圖B6-8所示，試用極點配置法求%及k2,使系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時間最短。題圖B6-8系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖B6-9利用電磁力可以將一個鋼球懸浮起來，產(chǎn)生電磁力的電流由球的位置控制其方案如題圖B6-9所示。運動方程為mX=-mg+f（X,I）式中/（x,I）是作用于球上的電磁力。在平衡狀態(tài)，為xo,10，在平衡狀態(tài)下進(jìn)行小擾動線化，可得到如下線性化方程mx=kx+ki

已知k=1000,k=20，采樣周期T=0.01s。121）極點配置設(shè)計全狀態(tài)反饋控制律，滿足要求：調(diào)節(jié)時間t<0.25s，超調(diào)量小s于初始偏離的20%。2）為觀測位移速度設(shè)計降階觀測器，觀測誤差的調(diào)節(jié)時間小于0.08秒。3）通過仿真畫出初始偏離的響應(yīng)曲線。題圖B6-9鋼球懸浮系統(tǒng)示意圖B6-10試設(shè)計圖所示的直流電動機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)模糊控制系統(tǒng)。假設(shè)電動機(jī)為一個純延時慣性環(huán)節(jié)，傳遞函數(shù)為e-e-0.25ss+1題圖B6-10中g(shù),g,g為量化因子，設(shè)g=1,g=0.5,g=0.5。要求設(shè)計模糊控123123制器，使電機(jī)轉(zhuǎn)速偏差不大于±4nad/s。-反棋-反棋題圖B6-10電動機(jī)轉(zhuǎn)速模糊控制系統(tǒng)B6-11已知被控對象為G（s）=e-0-5s。假設(shè)系統(tǒng)給定為階躍值r=30，采樣10s+1周期為