现代控制理论_线性定常系统的综合ppt课件.ppt

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1、第五章线性定常系统的综合本章主要内容：线性反馈控制系统的基本结构及其特性极点配置问题系统镇定问题状态观测器二、极点配置的算法1、状态反馈配置极点的算法（1）(A,b)具有能控标准型计算期望的特征多项式：令二者相等，得到反馈增益矩阵：判断系统的能控性计算状态反馈系统(A+bk)的特征多项式计算期望的特征多项式：令各项系数相等，可得反馈增益矩阵：（2）(A,b)为任意型注意区别！例：已知系统结构图，用状态反馈将系统的闭环极点配置在解：系统能控，可以进行任意的极点配置！设特征多项式：期望的特征多项式：对应系数相等：(

2、2)输出——状态微分反馈2、输出反馈配置极点的算法(1)采用输出反馈判断系统的能观性计算输出反馈系统(A+Gc)的特征多项式计算期望的特征多项式：令二者相等，得到反馈增益矩阵：例：已知线性定常系统，确定系统的输出反馈矩阵，使系统的极点配置在-5和-8.解：系统能观测，可以通过输出反馈进行极点配置！特征多项式：期望的特征多项式：5.3系统镇定问题——通过反馈，使闭环系统稳定。不变特性！选择使能控部分的均具有负实部无法通过状态反馈改变不能控部分的必须渐近稳定当且仅当线性定常系统的不能控部分渐近稳定时，系统是状态反馈

3、可镇定的。不变特性！选择使能控部分的均具有负实部无法通过状态反馈改变不能控部分的必须渐近稳定例：已知线性定常系统，能否通过状态反馈使系统的极点配置在{-2，-2，-1}、{-2，-2，-3}？解：判断系统能控性！能控性分解能控子系统希望的特征多项式不可改变不能控子系统希望的特征多项式状态反馈不能改变不能控部分的极点-1，所以不能通过状态反馈将极点配置在{-2，-2，-3}状态反馈原系统：反馈控制律：参考输入实反馈增益矩阵状态状态反馈闭环系统：5.5状态观测器状态反馈原系统：反馈控制律：状态反馈闭环系统：从何而来

4、？状态反馈原系统：反馈控制律：状态反馈闭环系统：状态观测器原系统：利用A、B、C、u建立状态观测器：状态不易或者不能测量时，建立状态观测器：作用：重构（估计）状态，实现状态反馈理想观测器：实际观测器：存在条件原系统：利用A、B、C、u建立状态观测器：估计状态与实际状态的误差：收敛误差动态方程：原系统：状态观测器：误差动态方程：观测器系统矩阵原系统：状态观测器：误差动态方程：观测器系统矩阵有负实部选择G实现系统能观测！输出反馈配置观测器极点！已知能观系统(A，c)，求输出反馈增益矩阵g，使闭环系统特征值为输出——

5、状态微分反馈极点配置例：为以下系统设计状态观测器，使观测器的两个极点都配置在-10。解：判断系统能观性！系统能观，可以任意设计观测器的极点。设：特征多项式：对应系数相等：希望的特征多项式：