狀態(tài)觀測器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 山東大學網(wǎng)絡教育學院 2 狀態(tài)觀測器設計 由前面兩節(jié)可知 ， 對于線性定常系統(tǒng) ， 在一定條件下 ， 可以通過對狀態(tài)反饋實現(xiàn)任意的極點配置和解耦控制 。 但是由于在系統(tǒng)建模時狀態(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 直接量測到 的 ， 從而給狀態(tài)反饋的實現(xiàn)帶來了困難 。為此 ， 人們提出了狀態(tài)重構或稱為狀態(tài)觀測的問題 。也就是設法利用系統(tǒng)中可以量測的變量來重構狀態(tài)變量 ， 從而實現(xiàn)狀態(tài)反饋 。 在以下的討論中 ， 假設系統(tǒng)是線性定常系統(tǒng) ， 且不存在噪聲 。 3 狀態(tài)重構原理 1 . 狀態(tài)觀測器的的構造 所謂狀態(tài)觀測器 ， 就是人為地構造一個系統(tǒng) ， 從而實現(xiàn)狀態(tài)重構也即狀態(tài)觀測 。 如何構造這樣一個系統(tǒng)呢 ？ 直觀的想法是按原系統(tǒng)的結構 ， 構造一個完全相同的系統(tǒng) 。 由于這個系統(tǒng)是人為構造的 ， 所以這個系統(tǒng)的狀態(tài)變量是全都可以量測的 。 設原系統(tǒng)為 ?(A， B， C)， 按上述想法構造的系統(tǒng)為 (A， B， C)， 即 ??????xCyBuxAx?????Σ?4 )?(? xxAxx ??? ??)]0(?)0([? xxxx A ??? te其解為 當 x(0)= (0)時 ， 必有 = x， 即估計值與真實值相等 。 x?x? 但在一般情況下，要保證任何時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)觀測器 6 觀測器的狀態(tài)方程 GyBuxGCABuyyGxAx ???????? ?)()?(??? 顯然 ， 只要選擇觀測器的系數(shù)矩陣 （ A ? GC） 的特征值均具有負實部 ， 就可以使狀態(tài)估計值逐漸逼近狀態(tài)的真實值 x， 即 )?)((? xxGCAxx ???? ??)]0(?)0([? )( xxxx GCA ??? ? te0)?(lim ???? xxt狀態(tài)估計的誤差為 因此把這類觀測器稱為漸近觀測器，簡稱為觀測器。 7 2 觀測器的極點配置和存在條件 觀測器的極點也就是 （ A ? GC） 的特征值 ， 它對于觀測器的性能是至關重要的
教學課件相關推薦
鄂ICP備17016276號-1