狀態(tài)反饋與輸出反饋-文庫吧
2025-04-23 08:08 本頁面
【正文】 系統(tǒng)解耦對于高維復雜系統(tǒng)尤為重要。 ? 以使系統(tǒng)的輸出 y(t)無靜差地跟蹤一個外部信號 y0(t)作為性能指標 ,相應得綜合問題稱為跟蹤問題。 概述 (6/12) ? 優(yōu)化型性能指標一般定義為關于狀態(tài) x(t)和輸入 u(t)的積分型性能指標函數(shù)或關于末態(tài) x(tf)的末值型性能指標函數(shù)。 ? 而綜合的任務 ,就是要確定使性能指標函數(shù)取極值的控制規(guī)律 ,即最優(yōu)控制律。 ? 相應地性能指標函數(shù)值則稱為最優(yōu)性能。 概述 (7/12) ? 系統(tǒng)綜合問題 ,無論是對優(yōu)化型還是非優(yōu)化型性能指標函數(shù) ,首先存在 2個主要問題。 ? 一個是控制的存在性問題 ,即所謂可綜合條件、控制規(guī)律存在條件。 ? 顯然 ,只有對可綜合的問題 ,控制命題才成立 ,才有必要去求解控制規(guī)律。 ? 對不可綜合的問題 ,可以考慮修正性能指標函數(shù) ,或改變被控系統(tǒng)的機理、結(jié)構(gòu)或參數(shù) ,以使系統(tǒng)可綜合條件成立。 概述 (8/12) ? 另一個是如何求解控制規(guī)律 ,即構(gòu)造求解控制律的解析求解方法或計算機數(shù)值算法。 ? 利用這些算法 ,對滿足可綜合條件的系統(tǒng) ,可確定控制規(guī)律 ,如確定相應的狀態(tài)反饋或輸出反饋矩陣。 ? 以現(xiàn)代技術的觀點 ,這些方法應方便地使用計算機實現(xiàn) ,其相應的數(shù)值計算方法具有較好的數(shù)值穩(wěn)定性 ,即在計算過程中可能出現(xiàn)的計算誤差是否被不斷放大、傳播 ,還是被抑制在一個小的范圍 ,其影響逐漸減弱。 概述 (9/12) ? 在綜合問題中 ,不僅存在可綜合問題和算法求解問題 ,還存在控制系統(tǒng)在工程實現(xiàn)上所涌現(xiàn)的一些理論問題。如 : 狀態(tài)獲取問題 ? 對狀態(tài)反饋控制系統(tǒng) ,要實現(xiàn)已求解的狀態(tài)反饋規(guī)律 ,需要獲取被控系統(tǒng)的狀態(tài)信息 ,以構(gòu)成反饋。 ? 但對許多實際系統(tǒng) ,所考慮的狀態(tài)變量是描述系統(tǒng)內(nèi)部信息的一組變量 ,可能并不完全能直接測量或以經(jīng)濟的方式測量。 ? 這就需要基于狀態(tài)觀測理論 ,根據(jù)系統(tǒng)模型 ,利用直接測量到的輸入輸出信息來構(gòu)造或重構(gòu)狀態(tài)變量信息。 ? 相應的理論問題稱為狀態(tài)重構(gòu)問題 ,即觀測器問題。 概述 (10/12) 建模誤差和參數(shù)攝動問題 ? 對系統(tǒng)綜合問題 ,首先需建立一個描述系統(tǒng)動力學特性的數(shù)學模型。 ? 并且 ,系統(tǒng)分析與綜合都是建立在模型基礎上的。 ? 正如在第 2章概述中指出的 ,系統(tǒng)模型是理想與現(xiàn)實 ,精確描述與簡化描述的折中 ,任何模型都會有建模誤差。 ? 此外 ,由于系統(tǒng)本身的復雜性及其所處環(huán)境的復雜性 ,系統(tǒng)的動力學特性會產(chǎn)生緩慢變化。 ? 這種變化在一定程度上可視為系統(tǒng)模型的參數(shù)攝動。 概述 (11/12) ? 這樣 ,基于理想模型綜合得到的控制器 ,運用于實際系統(tǒng)中所構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，對這些建模誤差和參數(shù)攝動是否具有良好的抗干擾性 (不敏感性 ),是否使系統(tǒng)保持穩(wěn)定 ,是否使系統(tǒng)達到或接近預期的性能指標成為控制系統(tǒng)實現(xiàn)的關鍵問題。 ? 該問題稱為系統(tǒng)魯棒性問題。 ? 基于提高系統(tǒng)魯棒性的控制綜合方法也稱為魯棒控制方法。 概述 (12/12) ? 下面 ,本章將就這些系統(tǒng)綜合的主要問題 ,如 ? 極點配置、 ? 鎮(zhèn)定、 ? 解耦與 ? 觀測器問題 , 基于狀態(tài)反饋理論作細致討論。 狀態(tài)反饋與輸出反饋 (1/3) 狀態(tài)反饋與輸出反饋 ? 控制理論最基本的任務是 ,對
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