現(xiàn)代控制理論基礎實驗報告(參考版)
2025-02-08 08:12本頁面
【正文】 。 極點配置前 系統(tǒng)引入極點配置 加內(nèi)模控制后 紫金學院計算機系實驗報告 2021 自動化 15 5 實驗思考 試從理論上分析引入內(nèi)部模型后系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差為零的原因。 圖 124 校正后系統(tǒng)的方框圖 根據(jù)以上計算可知，二階系統(tǒng)在引入狀態(tài)反饋前后的理論曲線如圖 125 的 a)、 b)、 c)所示。 ? ? 44411011401)()( 21 ????????????????????? ? SSSSbASICST紫金學院計算機系實驗報告 2021 自動化 13 圖 123 引入狀態(tài)反饋后的二階系統(tǒng)方框圖 3. 內(nèi)模控制器的設計 為使校正后的系統(tǒng)不僅具有良好的動態(tài)性能，而且要以零穩(wěn)態(tài)誤差跟蹤輸入，因此需在狀態(tài)反饋的基礎上引入內(nèi)?？刂?。 則引入狀態(tài)反饋后的狀態(tài)方程 為 brxbKAx ??? )(? 相應的特征多項式為 12221 4)1(114)()( kSkSkSkSbKASIS ?????????????? ?????? (126) 設閉環(huán)系統(tǒng)的希望極點為 jS 112,1 ??? 則由它們組成希望的特征多項式為 22)11)(11( 2 ????????? SSjsjS? (127) 對比式 (126)和式 (127)得 21 ??k 12?k 此時 ? ?222211021201)]([)( 211????????????????????????SSSSbbKASICST 由于 222 ?? ，故 ?? 此時超調(diào)量約為 %， ?sse 。 圖 122 引入狀態(tài)反饋前的二階系統(tǒng)方框圖 由動態(tài)方程可得 由于 12 ?n?? ，故 ?? 此時超調(diào)量較大 (約為 50%左右 )，當單位階躍輸入時， ?sse 。對式 (124)積分得 ))()( 21 txkdtteku ???? 引入?yún)⒖驾斎氲膬?nèi)部模型后系統(tǒng)的方框圖如下圖所示： 圖 121 具有內(nèi)部模型系統(tǒng)的方框圖 已知給定電路的動態(tài)方程為 紫金學院計算機系實驗報告 2021 自動化 12 uXX ????????????? ??? 1014 10?， ? ?Xy 01? (125) 或?qū)懗? 21 xx?? uxxx ???? 212 4? 由于 Rank[b Ab]=2，故系統(tǒng)能控。據(jù)此，在具有狀態(tài)反饋系統(tǒng)的前向通道中引入 R(s)的模型，這樣，系統(tǒng)既具有理想的動態(tài)性能，又有對該系統(tǒng)無穩(wěn)態(tài)誤差產(chǎn)生。為此，本實驗在上一實驗的基礎上，增加了系統(tǒng)內(nèi)部模型控制。 2 實驗內(nèi)容： 不引入內(nèi)部模型，按要求設計系統(tǒng)的模擬電路，并由實驗求取其階躍響應和穩(wěn)態(tài)輸出； 設計該系統(tǒng)引入內(nèi)部模型后系統(tǒng)的模擬電路，并由實驗觀測其階躍響應和穩(wěn) 態(tài)輸出。包括二階和三階系統(tǒng)反饋前及反饋后的響應曲線。 a) 引入狀態(tài)反饋前 b) 引入狀態(tài)反饋后 圖 118 引入狀態(tài)反饋前后三階系統(tǒng)的單位階躍響應曲線 紫金學院計算機系實驗報告 2021 自動化 8 4 實驗結論： 1 根據(jù)狀態(tài)空間表達式，分別畫出二階和三階系統(tǒng)引入狀態(tài)反饋后的模擬結構圖。圖中電阻 RX RX RX3 按下列關系式確定。 j2 紫金學院計算機系實驗報告 2021
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