【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 統(tǒng)完全可觀ans = 4從上中可得出：其rank(To)=4，則該系統(tǒng)能觀。在控制系統(tǒng)中，反饋控制信息是由系統(tǒng)的輸出或者狀態(tài)變量組合而成的。但是并非所有系統(tǒng)的狀態(tài)變量在物理上都能測(cè)得，于是能否通過對(duì)輸出的測(cè)量獲得全部的狀態(tài)變量的信息，便是系統(tǒng)的能觀測(cè)問題。此時(shí)系統(tǒng)能觀，可以設(shè)計(jì)控制器對(duì)那些不能測(cè)量的量進(jìn)行觀測(cè)，觀測(cè)系統(tǒng)變動(dòng)對(duì)它們的影響。由上述分析可得該系統(tǒng)能控且能觀，滿足極點(diǎn)配置的條件，因此可以利用狀態(tài)反饋或輸出反饋來配置該系統(tǒng)的閉環(huán)極點(diǎn)。（６） 極點(diǎn)配置控制器極點(diǎn)配置的問題，就是通過選擇反饋增益矩陣，將閉環(huán)系統(tǒng)的極點(diǎn)恰好配置在根平面上期望的位置，以獲得所希望的動(dòng)態(tài)性能。極點(diǎn)配置決定了控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本文通過狀態(tài)反饋來實(shí)現(xiàn)極點(diǎn)配置。系統(tǒng)采用狀態(tài)反饋對(duì)系統(tǒng)(ABC)任意配置極點(diǎn)的充要條件是系統(tǒng)能控。，因此可以利用狀態(tài)反饋法來任意配置系統(tǒng)的極點(diǎn)。對(duì)于系統(tǒng)(組42)引入狀態(tài)反饋，假定考慮進(jìn)入受控系統(tǒng)的信號(hào)為u=vkx且D=0的情況，其中v為系統(tǒng)的外部參考輸入信號(hào)，則可將系統(tǒng)的閉環(huán)狀態(tài)方程寫成(組43)。 由于穩(wěn)定是控制系統(tǒng)能夠運(yùn)行的前提，因此選擇調(diào)節(jié)時(shí)間和超調(diào)量作為考察系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的指標(biāo)。為了讓系統(tǒng)滿足如下的性能要求：超調(diào)量：調(diào)節(jié)時(shí)間：取ε=、 ，由 可得該閉環(huán)系統(tǒng)的期望主導(dǎo)極點(diǎn)為：s1，2=3177。4i，同時(shí)要求另外的兩個(gè)極點(diǎn)在主導(dǎo)極點(diǎn)左邊且遠(yuǎn)離主導(dǎo)極點(diǎn)，一般取其距離主導(dǎo)極點(diǎn)的4到5倍左右，本設(shè)計(jì)選取15和20。這樣高階系統(tǒng)可近似為二階系統(tǒng)來處理。所謂極點(diǎn)配置問題是指通過尋找適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)反饋增益矩陣K，使得閉環(huán)系統(tǒng)極點(diǎn)(即矩陣A—BK的特征值)位于預(yù)先給定位置的狀態(tài)反饋控制器設(shè)計(jì)問題。B(41)C(24)A(44)K(14)由線性時(shí)不變系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析可知，當(dāng)v=0時(shí)，閉環(huán)系統(tǒng)方程 的穩(wěn)定性由其變化系統(tǒng)矩陣(ABK)的特征值決定，即其矩陣(ABK)的所有特征值都具有負(fù)實(shí)部。而由經(jīng)典控制理論知道，矩陣(ABK)的特征值也將影響諸如衰減速度、振蕩、超調(diào)等過渡過程特性。因此需要找到一個(gè)合適的矩陣K，使得矩陣(ABK)的特征值位于復(fù)平面預(yù)先給定的特定位置，同時(shí)具有所期望的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。２、程序流程圖程序代碼include include //Keil library include //Keil library include typedef unsigned char uchar。typedef unsigned short ushort。typedef unsigned int uint。//****************************************// 定義51單片機(jī)端口//****************************************define DataPort P2 //LCD1602數(shù)據(jù)端口sbit P30=P3^0。sbit P31=P3^1。sbit P32=P3^2。sbit P33=P3^3。sbit P34=P3^4。sbit P35=P3^5。sbit key0=P1^0。sbit key1=P1^1。sbit key2=P1^2。sbit key3=P1^3。sbit P14=P1^4。sbit P15=P1^5。sbit P16=P1^6。sbit P17=P1^7。sbit P00=P0^0。sbit P01=P0^1。sbit P02=P0^2。sbit P03=P0^3。sbit P04=P0^4。sbit P05=P0^5。sbit P06=P0^6。sbit P07=P0^7。sbit SCL=P3^6。 //IIC時(shí)鐘引腳定義sbit SDA=P3^7。 //IIC數(shù)據(jù)引腳定義sbit LCM_RS=P0^5。 //LCD1602命令端口 sbit LCM_RW=P0^6。 //LCD1602命令端口 sbit LCM_EN=P0^7。 //LCD1602命令端口 //****************************************// 定義MPU6050內(nèi)部地址//****************************************define SMPLRT_DIV 0x19 //陀螺儀采樣率，典型值：0x07(125Hz)define CONFIG 0x1A //低通濾波頻率，典型值：0x06(5Hz)define GYRO_CONFIG 0x1B //陀螺儀自檢及測(cè)量范圍，典型值：0x18(不自檢，2000deg/s)define ACCEL_CONFIG 0x1C //加速計(jì)自檢、測(cè)量范圍及高通濾波頻率，典型值：0x01(不自檢，2G，5Hz)define ACCEL_XOUT_H 0x3Bdefine ACCEL_XOUT_L 0x3C//define ACCEL_YOUT_H 0x3D//define ACCEL_YOUT_L 0x3E//define ACCEL_ZOUT_H 0x3F//define ACCEL_ZOUT_L 0x40define TEMP_OUT_H 0x41define TEMP_OUT_L 0x42define GYRO_XOUT_H 0x43define GYRO_XOUT_L 0x44 //define GYRO_YOUT_H 0x45//define GYRO_YOUT_L 0x46//define GYRO_ZOUT_H 0x47//define GYRO_ZOUT_L 0x48define PWR_MGMT_1 0x6B //電源管理，典型值：0x00(正常啟用)define WHO_AM_I 0x75 //IIC地址寄存器(默認(rèn)數(shù)值0x68，只讀)define SlaveAddress 0xD0 //IIC寫入時(shí)的地址字節(jié)數(shù)據(jù)，+1為讀取//****************************************//定義類型及變量//****************************************uchar dis[4]。 //顯示數(shù)字(511至512)的字符數(shù)組int dis_data。 //變量//int Temperature,Temp_h,Temp_l。 //溫度及高低位數(shù)據(jù)//****************************************//函數(shù)聲明//****************************************void delay(unsigned int k)。 //延時(shí)//LCD相關(guān)函數(shù)void InitLcd()。 //初始化lcd1602void lcd_printf(uchar *s,int temp_data)。void WriteDataLCM(uchar dataW)。 //LCD數(shù)據(jù)void WriteCommandLCM(uchar CMD,uchar Attribc)。 //LCD指令void DisplayOneChar(uchar X,uchar Y,uchar DData)。 //顯示一個(gè)字符void DisplayListChar(uchar X,uchar Y,uchar *DData,L)。 //顯示字符串//MPU6050操作函數(shù)void InitMPU6050()。 //初始化MPU6050void Delay5us()。void I2C_Start()。void I2C_Stop()。void I2C_SendACK(bit ack)。bit I2C_RecvACK()。void I2C_SendByte(uchar dat)。uchar I2C_RecvByte()。void I2C_ReadPage()。void I2C_WritePage()。void display_ACCEL_x()。void display_ACCEL_y()。void display_ACCEL_z()。uchar Single_ReadI2C(uchar REG_Address)。 //讀取I2C數(shù)據(jù)void Single_WriteI2C(uchar REG_Address,uchar REG_data)。 //向I2C寫入數(shù)據(jù)//****************************************//整數(shù)轉(zhuǎn)字符串//****************************************void lcd_printf(uchar *s,int temp_data){ if(temp_data0) { temp_data=temp_data。 *s=39。39。 } else *s=39。 39。 *++s =temp_data/100+0x30。 temp_data=temp_data%100。 //取余運(yùn)算 *++s =temp_data/10+0x30。 temp_data=temp_data%10。 //取余運(yùn)算 *++s =temp_data+0x30。 }//****************************************//延時(shí)//****************************************void delay(unsigned int k) { unsigned int i,j。 for(i=0。ik。i++) { for(j=0。j3。j++)。 } }//****************************************//LCD1602初始化//****************************************void InitLcd() { WriteCommandLCM(0x38,1)。 WriteCommandLCM(0x08,1)。 WriteCommandLCM(0x01,1)。 WriteCommandLCM(0x06,1)。 WriteCommandLCM(0x0c,1)。 DisplayOneChar(0,0,39。A39。)。 DisplayOneChar(0,1,39。G39。)。} //****************************************//LCD1602寫允許//****************************************void WaitForEnable(void) { DataPort=0xff。 LCM_RS=0。LCM_RW=1。_nop_()。 LCM_EN=1。_nop_()。_nop_()。 while(DataPortamp。0x01)。 LCM_EN=0。 } //****************************************//LCD1602寫入命令//*********************