計算機控制系統(tǒng)ppt課件-文庫吧資料
2025-05-09 07:14本頁面
【正文】 不都是能夠易于用物理方法量測出來的 ， 有些根本就無法量測；甚至一些中間變量根本就沒有常規(guī)的物理意義 。 )()()1( kBkAk uxx ???)()( kCk xy ?( ) ( ) ( )k H k k??v y u圖 多輸入多輸出系統(tǒng)的輸出反饋 輸出反饋設(shè)計法 閉環(huán)系統(tǒng)狀態(tài)方程為 閉環(huán)系統(tǒng)特征方程為 設(shè)閉環(huán)系統(tǒng)的期望極點為 則系統(tǒng)的期望特征方程為 令上兩式中 z各次冪項系數(shù)對應(yīng)相等 ， 即可求得輸出反饋系數(shù)矩陣 H。 例 ? 針對任意單獨輸入系統(tǒng)不完全能控 ? 若一多輸入系統(tǒng)狀態(tài)完全能控，但針對任意單獨輸入系統(tǒng)不完全能控，此時，可將各輸入看成是某單一輸入信號的線性分解，則原多輸入系統(tǒng)等價成某一單輸入系統(tǒng)。 例 **2*1 , nzzz ?* * * *12* * * 1 * * *1 2 1 2( ) ( ) ( ) ( )( 1 ) ( ) ( 1 ) 0nn n nnnf z z z z z z zz z z z z z z z?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ?**2*110**2*11)1( ))(1(nnnnnzzzkazzzka???????????? 基于狀態(tài)反饋的單輸入系統(tǒng) 極點配置方法 2. 多輸入系統(tǒng)狀態(tài)反饋設(shè)計法 ? 至少有一路輸入可使系統(tǒng)是完全能控 ? 在這種情況下，只需單獨使用該輸入實現(xiàn)狀態(tài)反饋。 ( 1 ) ( ) ( ) ( )k A B K k B v k? ? ? ?xx0 1 2 10 1 0 0 00 0 1 0 0。 )()()( kvkKku ??? x圖 狀態(tài)反饋閉環(huán)系統(tǒng) 基于狀態(tài)反饋的單輸入系統(tǒng) 極點配置方法 經(jīng)反饋后的閉環(huán)系統(tǒng)可以表述為 若系統(tǒng) (A, B)是完全能控 ，則采用上述狀態(tài)反饋得到的閉環(huán)系統(tǒng)的極點可以任意配置。 (0 )k A k B u k x x? ? ? ?xx圖 被控對象結(jié)構(gòu)圖 采用如下形式的狀態(tài)反饋 式中 ， K為狀態(tài)反饋增益矩陣 ， v(k)為參考輸入 。 ? 基于狀態(tài)反饋的單輸入系統(tǒng)極點配置方法 ? 多輸入系統(tǒng)狀態(tài)反饋設(shè)計法 極點配置方法 被控系統(tǒng)如圖 ，其狀態(tài)方程為 式中 x(k)為 k時刻的 n維狀態(tài)向量； u(k)為 k采樣時刻的控制信號； A為 n n維矩陣； B為 n 1維列向量 。 所謂極點配置問題就是通過對反饋增益矩陣的設(shè)計 ， 使閉環(huán)系統(tǒng)的極點恰好處于 z平面上所期望的位置 ， 以獲得期望的動態(tài)特性 。 )()()1( kBkAk uxx ???)()()( kDkCk uxy ??? ?BCAC A BCBDW ns 1?? ? 狀態(tài)反饋設(shè)計法 控制系統(tǒng)的品質(zhì)好壞主要取決于系統(tǒng)的極點在 z平面上的位置 。 例 5. 輸出能控性 對于 n階線性定常離散系統(tǒng) ， 輸入向量為 r維 ， 輸出向量為 m維 若存在有限個輸入向量序列能將系統(tǒng)輸出從某個初始狀態(tài)在第 q步控制到任意最終輸出 ， 則稱此系統(tǒng)是輸出完全能控的 ， 簡稱輸出能控 。 )()()()()()1(kDkCkkBkAkuxyuxx?????)()()()()()1(******kDkBkkCkAkTTTuxyuxx?????4. 系統(tǒng)狀態(tài)能控性、能觀性的 其它特性 ? 非奇異相似變換不改變系統(tǒng)的能控性 ? 非奇異變換不改變系統(tǒng)的能觀性 ? 離散系統(tǒng)狀態(tài)能控性 、 能觀性與脈沖傳遞函數(shù)的關(guān)系 ? 單輸入 ─單輸出線性定常離散系統(tǒng)完全能控和完全能觀的充分必要條件是脈沖傳遞函數(shù)不存在著零 、 極點相消 。 例 )()()()()()1(kkCkkBkAkDuxyuxx??????????????????? 1noCACACW? 3. 對偶原理 給定線性定常離散系統(tǒng)
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