一种改进型的状态反馈控制系统设计

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1、一种改进型的状态反馈控制系统设计摘要：在现代控制理论中，如果一个系统能控，可以进行极点的任意配置，能够改善系统的动态性能，但是会改变原系统的稳态输出幅度，这在实际系统控制系统设计中是不利的。针对这个问题，提出了带内部模型的状态反馈系统，不但可以改善系统的动态性能，又能保证系统输出幅度的稳定性。本文首先以一个三阶系统为例，对其用全状态反馈实现极点的任意配置，通过仿真实验验证Y引入极点配置后，能改善原系统的动态性能，但是稳态输出幅度从1变成0.14。然后以一个二阶系统为例，根据内模控制原理设计了带内部模型的

2、状态反馈控制系统，最后通过仿真和硬件实验验证了引入内模控制器后系统的动态性能得到改善，而且稳态输出幅度保持不变，始终保持稳态输出的幅度为1。本文采集自网络，本站发布的论文均是优质论文，供学习和研究使用，文中立场与本网站无关，版权和著作权归原作者所有，如有不愿意被转载的情况，请通知我们删除己转载的信息，如果需要分享，请保留本段说明。关键词：控制系统；极点配置；内模控制器；动态性能；稳态输出;中图分类号：TP13文献标识码：AAbstract：Inmoderncontroltheory,ifasystemc

3、anbecontrolled,itcanimprovethesystemdynamicperformancethrougharbitrarypoleplacement.Butthesteady-stateoutputoftheoriginalsystemwillbechanged,whichisharmfulintheactualsysteminthecontrolsystemdesign.Aimingatthisproblem,thepaperputsforwardwiththeinternalmod

4、elofthestatefeedbacksystem,notonlyitcanimprovethesystemdynamicperformance,butalsoitcanensurethestabilityofthesystemoutputamplitude.Firstly,thepaperusesathree-ordersystemasanexample,andrealizesarbitrarypoleplacementthroughfullstate-feedback.Theintroductio

5、nofpoleconfigurationcanimprovethedynamicperformanceoftheoriginalsystemthroughthesimulationexperiment,butthesteady-stateoutputamplitudechangesfrom1to0.14.Thenthepaperusesatwo-ordersystemasanexample,anddesignsaninternalmodelofthestate-feedbackcontrolsystem

6、accordingtotheprincipleofinternalmodelcontroller.Atlastthesimulationandhardwareexperimentverifiesthedynamicperformanceofthesystemisimprovedaftertheintroductionofinternalmodelcontroller,andthesteady-stateoutputamplituderemainsunchanged,anditalwaysmaintain

7、sthesteadyoutputby1.Keywords：controlsystem；poleplacement；internalmodelcontrol；dynamicperformance；steadystateoutput；在？问淙牒偷少涑龈呓卓lj葡低成杓剖保?工程人员需要考虑系统的稳定性、快速性和精确性，系统的稳定性取决于闭环极点在复数坐标平面的位置，只要其位于复数平面的左半平面，其系统就是稳定的，而且闭环极点离虚轴越远，系统越稳定。系统的快速性也就是系统的动态性能，其主要取决于系统的闭环极点

8、在复数坐标平面所处的位置。对于一个典型的n阶系统，采用输出反馈不能使所有的极点位于所希望的位置，从而使控制系统有良好的动态性能。如果能够采用状态反馈，将n个状态变量作为反馈信号，只要系统被证明具有可控性，那么这个系统一定可以实现所有极点的任意配置。而且采用状态反馈的系统，其动态性能一定要优于采用输出反馈的系统。但是控制系统采用状态反馈进行极点任意配置时，仅从系统获得满意的动态性能考虑，即使系统具有一组希望的闭环极点，而不能实现系统无误差，也