狀態(tài)反饋與輸出反饋-文庫(kù)吧
2025-04-23 08:08 本頁(yè)面
【正文】 系統(tǒng)解耦對(duì)于高維復(fù)雜系統(tǒng)尤為重要。 ? 以使系統(tǒng)的輸出 y(t)無(wú)靜差地跟蹤一個(gè)外部信號(hào) y0(t)作為性能指標(biāo) ,相應(yīng)得綜合問(wèn)題稱為跟蹤問(wèn)題。 概述 (6/12) ? 優(yōu)化型性能指標(biāo)一般定義為關(guān)于狀態(tài) x(t)和輸入 u(t)的積分型性能指標(biāo)函數(shù)或關(guān)于末態(tài) x(tf)的末值型性能指標(biāo)函數(shù)。 ? 而綜合的任務(wù) ,就是要確定使性能指標(biāo)函數(shù)取極值的控制規(guī)律 ,即最優(yōu)控制律。 ? 相應(yīng)地性能指標(biāo)函數(shù)值則稱為最優(yōu)性能。 概述 (7/12) ? 系統(tǒng)綜合問(wèn)題 ,無(wú)論是對(duì)優(yōu)化型還是非優(yōu)化型性能指標(biāo)函數(shù) ,首先存在 2個(gè)主要問(wèn)題。 ? 一個(gè)是控制的存在性問(wèn)題 ,即所謂可綜合條件、控制規(guī)律存在條件。 ? 顯然 ,只有對(duì)可綜合的問(wèn)題 ,控制命題才成立 ,才有必要去求解控制規(guī)律。 ? 對(duì)不可綜合的問(wèn)題 ,可以考慮修正性能指標(biāo)函數(shù) ,或改變被控系統(tǒng)的機(jī)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(gè)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(jì)算機(jī)數(shù)值算法。 ? 利用這些算法 ,對(duì)滿足可綜合條件的系統(tǒng) ,可確定控制規(guī)律 ,如確定相應(yīng)的狀態(tài)反饋或輸出反饋矩陣。 ? 以現(xiàn)代技術(shù)的觀點(diǎn) ,這些方法應(yīng)方便地使用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn) ,其相應(yīng)的數(shù)值計(jì)算方法具有較好的數(shù)值穩(wěn)定性 ,即在計(jì)算過(guò)程中可能出現(xiàn)的計(jì)算誤差是否被不斷放大、傳播 ,還是被抑制在一個(gè)小的范圍 ,其影響逐漸減弱。 概述 (9/12) ? 在綜合問(wèn)題中 ,不僅存在可綜合問(wèn)題和算法求解問(wèn)題 ,還存在控制系統(tǒng)在工程實(shí)現(xiàn)上所涌現(xiàn)的一些理論問(wèn)題。如 : 狀態(tài)獲取問(wèn)題 ? 對(duì)狀態(tài)反饋控制系統(tǒng) ,要實(shí)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(duì)許多實(shí)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(cè)量或以經(jīng)濟(jì)的方式測(cè)量。 ? 這就需要基于狀態(tài)觀測(cè)理論 ,根據(jù)系統(tǒng)模型 ,利用直接測(cè)量到的輸入輸出信息來(lái)構(gòu)造或重構(gòu)狀態(tài)變量信息。 ? 相應(yīng)的理論問(wèn)題稱為狀態(tài)重構(gòu)問(wèn)題 ,即觀測(cè)器問(wèn)題。 概述 (10/12) 建模誤差和參數(shù)攝動(dòng)問(wèn)題 ? 對(duì)系統(tǒng)綜合問(wèn)題 ,首先需建立一個(gè)描述系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的數(shù)學(xué)模型。 ? 并且 ,系統(tǒng)分析與綜合都是建立在模型基礎(chǔ)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(shí) ,精確描述與簡(jiǎn)化描述的折中 ,任何模型都會(huì)有建模誤差。 ? 此外 ,由于系統(tǒng)本身的復(fù)雜性及其所處環(huán)境的復(fù)雜性 ,系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性會(huì)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(dòng)。 概述 (11/12) ? 這樣 ,基于理想模型綜合得到的控制器 ,運(yùn)用于實(shí)際系統(tǒng)中所構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)，對(duì)這些建模誤差和參數(shù)攝動(dòng)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(dá)到或接近預(yù)期的性能指標(biāo)成為控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵問(wèn)題。 ? 該問(wèn)題稱為系統(tǒng)魯棒性問(wèn)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(wèn)題 ,如 ? 極點(diǎn)配置、 ? 鎮(zhèn)定、 ? 解耦與 ? 觀測(cè)器問(wèn)題 , 基于狀態(tài)反饋理論作細(xì)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(wù)是 ,對(duì)
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