實(shí)驗(yàn)-6-極點(diǎn)配置與全維狀態(tài)觀測器的設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)6極點(diǎn)配置與全維態(tài)觀測器的計(jì)一實(shí)目加深對狀態(tài)反饋?zhàn)饔玫睦斫狻W(xué)習(xí)和掌握狀態(tài)觀測器的設(shè)計(jì)方法。二實(shí)原在MATLAB中，可以使用acker和place函來進(jìn)行極點(diǎn)置，函數(shù)的使用方法如下：Kacker(A,B,P)，為統(tǒng)系數(shù)矩陣，P為置極點(diǎn)K為饋增益矩陣。Kplace(A,B,P)，為系統(tǒng)系數(shù)矩陣，為置極點(diǎn)K為反饋增益矩陣。[K,PREC,MESSAGE]=place(A,B,P)B為統(tǒng)系數(shù)矩陣P為置極點(diǎn)K為反饋增益矩陣，PREC為征值，MESSAGE為配置中的出錯信息。三實(shí)內(nèi)已系統(tǒng)判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性，說明原因。若不穩(wěn)定，進(jìn)行極點(diǎn)配置，期望極點(diǎn)-2，，出狀態(tài)反饋矩陣k。（）論狀態(tài)饋與輸出反饋的關(guān)系，說明狀態(tài)反饋為何能進(jìn)行極點(diǎn)配置？（）用狀態(tài)饋進(jìn)行零極點(diǎn)配置的前提條件是什么？代碼：=[-201;-11];=[1,1,1]';p=[-1,-2,-3]';K=acker(a,b,p)K-124（）論狀態(tài)饋與輸出反饋的關(guān),說狀態(tài)反饋為何能進(jìn)行極點(diǎn)配?15在經(jīng)典控制理論中一般只考慮系統(tǒng)的輸出變量來構(gòu)成反饋律，即輸出反饋。在現(xiàn)代控制理論的狀態(tài)空間分析方法中,多慮采用狀態(tài)變量來構(gòu)成反饋律，即狀態(tài)反饋。從狀態(tài)空間模型輸出方程可以看出出反饋可視為狀態(tài)反饋的一個特例態(tài)饋可以提供更多的補(bǔ)償信息，只要狀態(tài)進(jìn)行簡單的計(jì)算再反饋，就可以獲得優(yōu)良的控制性能。(4)使?fàn)顟B(tài)反饋配置極點(diǎn)的前提是系統(tǒng)的狀態(tài)是完全可控的。已系統(tǒng)12+j，。給出原系統(tǒng)的狀態(tài)曲線。給出觀測器的狀態(tài)曲線并加以對比測器的初始狀態(tài)可以任意選?。┯^察驗(yàn)結(jié)果，思考以下問題：說明反饋控制閉環(huán)期望極點(diǎn)和觀測器極點(diǎn)的選取原則。說明觀測器的引入對系統(tǒng)性能的影響。（）1;-3-4];=[0;1];=[20];=[];G=ss(A,B,C,D);x=0:0.001:5;U=0*(x<0)+1*(x>0)+1*(x==0);X0=[0T=0:0.001:5;lsim(G,U,T,X0);25（）碼如下A=[01;-3=[0;1];=[20];=[];G=ss(A,B,C,D);v=[-12+j,-12-j];L=(acker(A',C',v))'K=acker(A,B,v)I=eye(2);G2=ss(A-B*K,B,C,D);t=0:0.001:5;t0=0;U=stepfun(t,t0);X0=[0T=0:0.001:5;lsim(G,U,T,X0);holdon;lsim(G2,U,T,X0);L=103135K14220藍(lán)色線為原系統(tǒng)，紅色線為觀測器觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，思考以下問題：（）明反饋制閉環(huán)期望極點(diǎn)和觀測器極點(diǎn)的選取原則。答性常系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動性能很大程度上是由閉環(huán)系統(tǒng)的極點(diǎn)位置決定的此反饋控制配置極點(diǎn)要使系統(tǒng)具有所期望的性能品質(zhì)，改善性能指標(biāo)。而觀測器的極點(diǎn)對于其性能也有很大影響，首先要保證極點(diǎn)均具有負(fù)實(shí)部，并通過極點(diǎn)配置應(yīng)該使觀測器具有期望的響應(yīng)速度和抗干擾能力。（）明觀測的引入對系統(tǒng)性能的影響。答：實(shí)際系統(tǒng)的狀態(tài)變量不可能都是可直接測量的，從而給狀態(tài)反饋的實(shí)現(xiàn)造成困難。而通過引入觀測器，可實(shí)現(xiàn)狀態(tài)重構(gòu)，保證觀測器的狀態(tài)可以很快的逼近控制對象的狀態(tài)，并且觀測器的狀態(tài)可以直接得到，可以用其代替實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行狀態(tài)反饋。四實(shí)體這次實(shí)驗(yàn)討論了狀態(tài)