狀態(tài)觀測(cè)器ppt課件(2)(已修改)
2025-05-13 12:13 本頁面
【正文】 現(xiàn)代控制理論 主講：楊西俠 山東大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院 2 狀態(tài)觀測(cè)器設(shè)計(jì) 由前面兩節(jié)可知 ， 對(duì)于線性定常系統(tǒng) ， 在一定條件下 ， 可以通過對(duì)狀態(tài)反饋實(shí)現(xiàn)任意的極點(diǎn)配置和解耦控制 。 但是由于在系統(tǒng)建模時(shí)狀態(tài)變量的選擇的任意性 ， 通常并不是全部的狀態(tài)變量都是能 直接量測(cè)到 的 ， 從而給狀態(tài)反饋的實(shí)現(xiàn)帶來了困難 。為此 ， 人們提出了狀態(tài)重構(gòu)或稱為狀態(tài)觀測(cè)的問題 。也就是設(shè)法利用系統(tǒng)中可以量測(cè)的變量來重構(gòu)狀態(tài)變量 ， 從而實(shí)現(xiàn)狀態(tài)反饋 。 在以下的討論中 ， 假設(shè)系統(tǒng)是線性定常系統(tǒng) ， 且不存在噪聲 。 3 狀態(tài)重構(gòu)原理 1 . 狀態(tài)觀測(cè)器的的構(gòu)造 所謂狀態(tài)觀測(cè)器 ， 就是人為地構(gòu)造一個(gè)系統(tǒng) ， 從而實(shí)現(xiàn)狀態(tài)重構(gòu)也即狀態(tài)觀測(cè) 。 如何構(gòu)造這樣一個(gè)系統(tǒng)呢 ？ 直觀的想法是按原系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) ， 構(gòu)造一個(gè)完全相同的系統(tǒng) 。 由于這個(gè)系統(tǒng)是人為構(gòu)造的 ， 所以這個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)變量是全都可以量測(cè)的 。 設(shè)原系統(tǒng)為 ?(A， B， C)， 按上述想法構(gòu)造的系統(tǒng)為 (A， B， C)， 即 ??????xCyBuxAx?????Σ?4 )?(? xxAxx ??? ??)]0(?)0([? xxxx A ??? te其解為 當(dāng) x(0)= (0)時(shí) ， 必有 = x， 即估計(jì)值與真實(shí)值相等 。 x?x? 但在一般情況下，要保證任何時(shí)刻的初始條件完全相同，是無法做到的。 5 u ( A, Ｂ , C ) y G y ^ ∫ A C B x ^ ^ x 狀態(tài)觀測(cè)器 6 觀測(cè)器的狀態(tài)方程 GyBuxGCABuyyGxAx ???????? ?)()?(??? 顯然 ， 只要選擇觀測(cè)器的系數(shù)矩陣 （ A ? GC） 的特征值均具有負(fù)實(shí)部 ， 就可以使?fàn)顟B(tài)估計(jì)值逐漸逼近狀態(tài)的真實(shí)值 x， 即 )?)((? xxGCAxx ???? ??)]0(?)0([? )( xxxx GCA ??? ? te0)?(lim ???? xxt狀態(tài)估計(jì)的誤差為 因此把這類觀測(cè)器稱為漸近觀測(cè)器，簡(jiǎn)稱為觀測(cè)器。 7 2 觀測(cè)器的極點(diǎn)配置和存在條件 觀測(cè)器的極點(diǎn)也就是 （ A ? GC） 的特征值 ， 它對(duì)于觀測(cè)器的性能是至關(guān)重要的
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1