計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-05-03 07:14本頁(yè)面
【正文】 * *1 2 1 2( ) ( ) ( ) ( )( 1 ) ( ) ( 1 ) 0onn n nnnf z z z z z z zz z z z z z z z?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?0)()( ???? HCAzIzf o 2. 降維狀態(tài)觀測(cè)器（ 1） 已知 n維系統(tǒng)是能觀測(cè)的 ， 其輸出矩陣的秩是 m， 則說(shuō)明系統(tǒng)狀態(tài)有 m個(gè)是可以直接觀測(cè)的 ， 不需要對(duì)系統(tǒng)的 n個(gè)狀態(tài)全部進(jìn)行觀測(cè) ， 而只需對(duì)另外 nm個(gè)狀態(tài)進(jìn)行觀測(cè)即可 。 即可用 nm維狀態(tài)觀測(cè)器代替全維狀態(tài)觀測(cè)器 。 這種維數(shù)低于被控系統(tǒng)狀態(tài)向量的觀測(cè)器稱為降維觀測(cè)器 。 ? 單輸入多輸出系統(tǒng)降維觀測(cè)器的設(shè)計(jì) 已知 n維線性定常離散系統(tǒng) (A， b， C)能觀測(cè) 其中 ， x(k)為 n維狀態(tài)向量 ， y(k)為 m維輸出列向量 。 )()()()()1(kCkkbukAkxyxx????降維狀態(tài)觀測(cè)器（ 2） 先將狀態(tài) x(k)分解成兩部分：可直接測(cè)量部分 x2(k)(m 1維 )；不能直接測(cè)量需重構(gòu)部分 x1(k)（ (nm) 1維 ） 。 即 其中 A11為 (nm) (nm)維； A12為 (nm) m維； A21為 m (nm)維；A22為 m (nm)維； b1為 (nm) 1維 。 b2為 m 1維 。 為了用可直接觀測(cè)的 x2(k)估計(jì)不可直接觀測(cè)的 x1(k) ， 引入一個(gè)虛擬輸出 )()( )()1( )1()1(21212221121121 kubbkkAAAAkkk??????????????????????????????xxxxx???????)()(]0[)(21kkIkxxy)()()1()()( 22222121 kubkAkkAk ????? xxxz降維狀態(tài)觀測(cè)器（ 3） ? 觀測(cè)器模型結(jié)構(gòu) 整個(gè)系統(tǒng)的降維狀態(tài)觀測(cè)器實(shí)際上相當(dāng)于全維觀測(cè)器的子系統(tǒng) 。 因此采用與全維觀測(cè)器相同的輸出誤差反饋思想 ， 構(gòu)造降維觀測(cè)器 ， 其結(jié)構(gòu)如圖 。 圖 降維狀態(tài)觀測(cè)器結(jié)構(gòu) 降維狀態(tài)觀測(cè)器（ 4） 觀測(cè)器方程為 令觀測(cè)器狀態(tài)誤差為 同全維觀測(cè)器情況類似，有 )()()()(?)()](?)([)()()(?)1(?12121211112121111kHkubkAkHAAkkHkubkAkAkzxxzzxxx???????????)(?)(? 121 kAk xz ?)(?)()(~ 111 kkk xxx ??)(~)()](?)()[()()()()(?)()()()()1(?)1()1(~121111121111212121111212111111kHAAkkHAAkHkubkAkHAAkubkAkAkkkxxxzxxxxxxx??????????????????降維狀態(tài)觀測(cè)器（ 5） ? 降維觀測(cè)器的實(shí)現(xiàn) 將 z表達(dá)式代入觀測(cè)器方程中 ， 得 上式中 x2(k)， u(k)可直接得到 ， 但最后一項(xiàng) Hx2(k+1)實(shí)現(xiàn)有困難 ， 因x2(k+1)是預(yù)測(cè)值 。 這時(shí)可采用圖 ， 則得到降維狀態(tài)觀測(cè)器實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)如圖 。 例 )1()()()()()(?)()()()1()()()(?)()()()()(?)()](?)([)()()(?)1(?22122212121112222212121211112121211112121111???????????????????????????kHkuHbbkHAAkHAAkuHbkHAkHkubkAkHAAkHkubkAkHAAkkHkubkAkAkxxxxxxxzxxzzxxx圖 降維狀態(tài)觀測(cè)器實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)變換法示意 圖 降維狀態(tài)觀測(cè)器的實(shí)現(xiàn) 降維狀態(tài)觀測(cè)器（ 6）
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