計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)第四章-資料下載頁(yè)
2025-05-10 16:14本頁(yè)面
【正文】 ?????????? ?? () )(?)()( kxCkyk ???() 分析： 1. 矩陣 保證狀態(tài) 在擾動(dòng)作用之后以希望的速度達(dá)到零。 2. 適當(dāng)?shù)倪x擇增益 就能減少擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)的影響。如使矩陣 等于零。前饋控制作用就更有效。 3. 觀測(cè)器增益 和 影響估計(jì)誤差趨近于零的速率。 wKL xwLwxw L???K則閉環(huán)系統(tǒng)描述為： 注意： 觀測(cè)器的狀態(tài)由過(guò)程和擾動(dòng)的狀態(tài)估計(jì)組成，而控制信號(hào)包含來(lái)自擾動(dòng)狀態(tài)估計(jì) 的反饋。 w?? ? ? ?? ?)(~)(~)1(~)(~)(~)1(~)()1(~)(~)()1(kxCKkwkwkwkxKCkxkwkwwLkxLwLkxLkxwwxwwwwxw??????????????????????????() 系統(tǒng)的框圖示于圖 中： 過(guò)程 觀測(cè)器 L?wL??圖 采用擾動(dòng)估計(jì)狀態(tài)作為狀態(tài)反饋的控制器的框圖 積分作用 (Integral Action) 考慮一個(gè)單輸入并在過(guò)程輸入處有一個(gè)恒值擾動(dòng)的系統(tǒng)。 即： ? ?)(?)()()()(?)1(?)()()(?)(?)1(?)(?)(?)(?)(?)(kxCkykkKkvkvkKkukvkxkxkvkxLkvLkxLkuww??????????????????????????? xwwvw 1于是從方程 ()中得到 時(shí)能完全抵消負(fù)載擾動(dòng)。 1?wL設(shè)沒(méi)有測(cè)量誤差，由方程 （ ）到 ()描述的控制器變成： () 注意： 由 可知擾動(dòng)估計(jì)可以通過(guò)狀態(tài)估計(jì)的誤差的積分直接獲得。 )()(?)1(? kKkvkv w ????? ? KKCIzIzH x 1)( ???????擾動(dòng)觀測(cè)器 狀態(tài)觀測(cè)器 過(guò)程 L 1????x???? v?uvy圖 一個(gè)具有狀態(tài)反饋的控制器和一個(gè)具有積分作用的觀測(cè)器的框圖。 把具有積分作用控制器方程 ()改寫為： ? ? ? ?? ?)(?)()(?)1(?)(?)()(?)1(?)(?)(?)(kxCkyKkvkvkxCkyKkxLkxkvkxLkuw ??????????????對(duì)照方程 () 現(xiàn)引入： () 則 是系統(tǒng) 的控制器傳遞函數(shù)。 )(zLHx )(?)( kxLkU ??由 ()式 有： ? ? )()(11)()( zYzCHIKzzLHzU xwx ?????? ?????() 例 雙重積分器的具有積分作用的輸出反饋 圖 ，可明顯的看出，現(xiàn)在控制器有幾分作用并能消除輸入的恒值負(fù)載擾動(dòng)。 伺服問(wèn)題 ? 一個(gè)自然方法 ? 積分作用 ? 二自由度控制器 ? 控制器結(jié)構(gòu) ? 前饋信號(hào)的生成 ? 組合 伺服問(wèn)題 (The Servo Problem) 一個(gè)自然方法 得到對(duì)指令信號(hào)的希望響應(yīng)的一種簡(jiǎn)單方式是用： )()(?)( kuLkxLku cc??? () 代替常規(guī)的狀態(tài)反饋： )(?)( kxLku ??考慮閉環(huán)系統(tǒng)： )()()()()1(kCxkykukxkx?????? （ ） ? ?)()(?)()(?)()()(?)1(?kuLkxLkukxCkyKkukxkxcc??????????過(guò)程 觀測(cè)器 L?x? u ycL?cu圖 本框圖表示在一個(gè)具有狀態(tài)反饋和一個(gè)觀測(cè)器的控制器中引入指令信號(hào)的簡(jiǎn)單方法。 消去 并引入估計(jì)誤差 ，則： u xxx ?~ ??? ?? ?)()()(~)1(~)()(~)()1(kCxkykxKLkxkuLkxLkxLkx cc?????????????? () 注意： 該觀測(cè)器誤差由 是不能達(dá)的。 cu從指令信號(hào)到過(guò)程輸出的脈沖傳遞函數(shù)為： ? ? )( )()( 1 zA zBLLLzICzHmcccl ????????() 相比較過(guò)程的脈沖傳遞函數(shù)： ? ? )( )()( 1 zA zBzICzH ????? ? () 二者具備一樣的零點(diǎn)。 L???其極點(diǎn)為矩陣 的特征值 積分作用 作過(guò)程輸入處引入一個(gè)擾動(dòng) ，也是控制器成為： 還可以把這些方程寫成： 與 方程 ()比較表明，通過(guò)上述系統(tǒng)的一個(gè)非常簡(jiǎn)單的修正就可得到指令信號(hào)的跟蹤。 ? ? ? ?? ?)(?)()(?)1(?)(?)()()(?)(?)1(?)()(?)(?)(kxCkyKkvkvkxCkyKkukvkxkxkuLkvkxLkuwcc???????????????? () ? ? ? ?? ?)(?)()(?)1(?)(?)()()(?)1(?)()(?)(?)(kxCkyKkvkvkxCkyKkuLkxLkxkuLkvkxLkuwcccc????????????????? () 二自由度控制器 (TwoDegreeof Freedom Controller) 滿足： 伺服特性 調(diào)解特性 性能規(guī)范 控制器結(jié)構(gòu) 前饋信號(hào)的生成 組合 設(shè)計(jì)舉例 ? 性能規(guī)范 ? 采樣間隔的選擇 ? 狀態(tài)反饋設(shè)計(jì) ? 觀測(cè)器設(shè)計(jì) ? 小結(jié) 結(jié)論 這一章指明了怎樣使用極點(diǎn)配置法和觀測(cè)器來(lái)解決調(diào)節(jié)器和伺服器的設(shè)計(jì)問(wèn)題。 其解有三個(gè)主要成分： ? 反饋矩陣 ? 觀測(cè)器 ? 響應(yīng)模型
法律信息相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1