計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)第四章(1)-文庫吧
2025-04-20 16:14 本頁面
【正文】 ????????????? ? 0T AtAT d t BeGeF（ 3）控制規(guī)律 L： 2 22,1 jjs nn ??????? ????由 sTez? 得到： 22,1jez ???)(?)( kxLku ??于是控制規(guī)律特征多項(xiàng)式為： ))(()( 221 ?????? zzzzzzzc?所以控制規(guī)律： ? ?? ? ? ?)(10 1 ?? ? FFGGL c?（ 4）觀測(cè)器： 根據(jù)已知條件，選用全階現(xiàn)時(shí)觀測(cè)器，即 ?????????????)]1()1([)1()1(?)()(?)1(kxCkyKkxkxkGukxFkx由于存在噪聲，按觀測(cè)器極點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的衰減速度比控制極點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的 衰減速度快約 5倍。選觀測(cè)器所對(duì)應(yīng)的極點(diǎn)為： )( ,1 ?? ?e?從而得到觀測(cè)器的特征方程為： 0 0 6 )()( 22 ????? zzzze?從而得到： ?????????????????????10)( 12CFCFFKe? 跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì) 一、調(diào)節(jié)系統(tǒng)與跟蹤系統(tǒng) 控制器 控制對(duì)象 u(k) y(k) 圖 1 調(diào)節(jié)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 控制對(duì)象： ???????)()()()()1(kCxkykGukFxkx（ 1） ????????????????)(?)()()(?)( )](?)([)()(?)1(?kxLkukKykxKCGLFkxCkyKkGukxFkx控制器方程： （預(yù)報(bào)觀測(cè)器） （ 2） 控制器 控制對(duì)象 u(k) y(k) 圖 2 跟蹤系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 設(shè)計(jì)路線： r(k) 用設(shè)計(jì)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的方法，按極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)觀測(cè)器和控制規(guī)律，保證 系統(tǒng)具有滿意的穩(wěn)定性和調(diào)節(jié)性能； 在控制器內(nèi)以適當(dāng)?shù)姆绞揭雲(yún)⒖驾斎耄允瓜到y(tǒng)具有滿意的跟蹤 性能和穩(wěn)態(tài)精度。 ????????????)()(?)()()()(?)()1(?kNrkxLkukMrkKykxKCGLFkx引入?yún)⒖驾斎?r(k)后控制器的形式： （ 3） 其中 L按極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)的控制規(guī)律 K按極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)的觀測(cè)器的增益矩陣 M、 N矩陣系數(shù) 設(shè)系統(tǒng)為單輸入 /單輸出系統(tǒng)，則 r(k)、 u(k)和 y(k)的維數(shù)為 1， x(k)的維數(shù)為 n， 系數(shù)矩陣 M為 列向量， N為標(biāo)量。 1?n問題 ： 按（ 3）式引入?yún)⒖驾斎?，系統(tǒng)是否具有按極點(diǎn)配置所具有的性能？ 如何確定系數(shù)矩陣 M和 N ？ 問題 1的解決： 結(jié)合（ 1）（ 3）式，（ 1）式可重寫為： )()(?)( )]()(?[)()1(kG N rkxGLkFxkNrkxLGkFxkx????????（ 4） 式（ 3）重寫為： )()()(?)()1(? kMrkK C xkxKCGLFkx ?????? （ 5） 結(jié)合上面兩式，并令： ??????? )(?)()(kxkxkz （ 6） 于是閉環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)方程為： ???????)()()()()1(kzCkykrGkzFkz （ 7） 其中： 則閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程為： ? ? 0 ???????????????????????CCMGNGKCGLFKCGLFF（ 8） )()()( zzKCFzIGLFzIFzIz ec ??? ????????? （ 9） 結(jié)論：外界參考輸入的引入并沒有影響閉環(huán)系統(tǒng)的極點(diǎn)，亦即閉環(huán)系統(tǒng)的 極點(diǎn)仍然是按極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)控制規(guī)律和設(shè)計(jì)觀測(cè)器的極點(diǎn)。 問題 2解決思路： 二、參考輸入的引入方式 方式 1：合適地選擇 M和 N， 以使上式中的 仍為系統(tǒng)的狀態(tài)重構(gòu)，即 狀態(tài)重構(gòu)誤差不依賴與 r ， 此為比較常用的引入?yún)⒖驾斎氲姆绞健? ????????????)()(?)()()()(?)()1(?kNrkxLkukMrkKykxKCGLFkx引入?yún)⒖驾斎?r(k)后控制器的形式，即式（ 3）： )(?kx 該方式?jīng)]有改變 的含義，即為系統(tǒng)狀態(tài) x(k)的狀態(tài)重構(gòu)，某些情況 下可以通過 的某些分量來監(jiān)視實(shí)際系統(tǒng)的狀態(tài)。 )(?kx)(?kx確定參考輸入引入方式 確定 M/N 確定 N 確定 M 方式 1對(duì)系數(shù)矩陣 M和 N的要求： 合適地選擇 M和 N， 以使它們不影響狀態(tài)重構(gòu)誤差。 )()()(~)( )()()(?)( )]()(?[)( )1(?)1()1(~kMrkG N rkxKCFkMrkK C
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