計(jì)算機(jī)控制技術(shù)第12講-資料下載頁(yè)
2025-05-14 22:29本頁(yè)面
【正文】 ? ? ? ? ? ?x x xF L C 0 yCx x xG K F G K? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??1k k k k k k k k? ? ? ? ? ? ? ? ?????x F x G K x F x G K x x G K x F G K x中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院 李會(huì)軍 17 控制律與觀測(cè)器的組合 完整控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)的特征方程為： 預(yù)測(cè)觀測(cè)器的反饋誤差增益矩陣 L只影響觀測(cè)器的特征根；狀態(tài)反饋增益矩陣 K只影響閉環(huán)系統(tǒng)的特征根。因此，兩個(gè)增益矩陣可根據(jù)各自極點(diǎn)的要求分開(kāi)設(shè)計(jì)，這就是所謂的 分離原理 ； ? ?? ?d e t 0d e t 0zz? ? ????? ? ???F L CF G K? ? ? ?d e t 0 d e t 0d e t d e t 0zzzzz? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ?? ? ? ???? ? ? ? ? ?F LC 0 F LC 0IGK F GK GK F GKF LC F GK：預(yù)測(cè)觀測(cè)器的特征方程 ：狀態(tài)反饋閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院 李會(huì)軍 18 控制律與觀測(cè)器的組合 觀測(cè)器對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)的影響 如果將預(yù)測(cè)觀測(cè)器和控制規(guī)律相結(jié)合， 構(gòu)成控制器，則 為控制器的輸入， 為控制器的輸出，輸出方程為： 根據(jù)預(yù)測(cè)觀測(cè)器方程，推導(dǎo)控制器的狀態(tài)方程 將 代入上式： 進(jìn)行 Z變換，可得： 因?yàn)椋? ，進(jìn)行 Z變換，可得 ? ?ku? ?ky? ? ? ??kk??u K x? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?11k k k k k k k? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?x F LC x G u Ly x F LC G K x Ly? ? ? ?kk?y C x ? ? ? ? ? ? ? ?? ?1k k k? ? ? ? ?x F LC GK x LC x? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ?? 0( 1 )? ? 0z z z z zz z z z? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?X x F L C G K X L CXI F L C G K X x L CX? ? ? ? ? ? ? ? ? ??1k k k k k? ? ? ? ?x F x G u F x G K x? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?0 0 ( 2 )z z z z z z z z z? ? ? ? ? ? ?X x F X G K X I F X x G K X中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院 李會(huì)軍 19 控制律與觀測(cè)器的組合 觀測(cè)器對(duì)閉環(huán)系統(tǒng)的影響 如果系統(tǒng)初始狀態(tài)和觀測(cè)器初始狀態(tài)相同，即 ，兩式相減： 可得 ，說(shuō)明系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程和觀測(cè)器無(wú)關(guān)。但是，實(shí)際上觀測(cè)器的初始狀態(tài)和系統(tǒng)的初始狀態(tài)不可能相同，加入觀測(cè)器肯定會(huì)對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生影響； 觀測(cè)器極點(diǎn)選取準(zhǔn)則： 觀測(cè)器極點(diǎn)的最大時(shí)間常數(shù)是控制系統(tǒng)最小時(shí)間常數(shù)的 1/4~1/10； ? ? ? ??00?xx? ? ? ? ? ? ? ??z z z z? ? ? ? ?I F LC X I F LC X? ? ? ??kk?xx中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院 李會(huì)軍 20 控制律與觀測(cè)器的組合 觀測(cè)器增益反饋矩陣 L的作用 根據(jù)觀測(cè)誤差的大小，對(duì)觀測(cè)器的輸出提供一定的修正作用 如果觀測(cè)輸出與實(shí)際輸出非常接近，觀測(cè)值 主要由控制輸入 決定，L的修正作用比較小，其中的元素可以取的小一些； 如果觀測(cè)值和實(shí)際輸出偏差很大，應(yīng)該增大修正作用，將 L中的元素值選的大一些； 如果實(shí)際輸出的測(cè)量值噪聲干擾嚴(yán)重，這時(shí)狀態(tài)的觀測(cè)值不能過(guò)多依賴(lài)實(shí)際輸出測(cè)量值，雖然觀測(cè)誤差較大， L中的元素值也要選的小一些； ? ?ku? ??
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