《带状态观测器》PPT课件

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1、5.6带状态观测器的状态反馈系统引言：状态观测器实现了状态重构（估计），但这种依赖状态观测器实现状态反馈的系统和直接状态反馈的系统有什么差别？（1）反馈与X反馈性能是否一样（2）状态反馈的极点配置和状态观测器的极点配置是什么关系？（3）应如何设计一个带状态观测器的状态反馈系统一、系统的结构和状态空间表达式（一）结构受控系统：观测器：控制器（状态反馈控制律)（能控能观）将三部分联立得闭环系统：写成分块矩阵形式二、闭环系统的基本特性1、闭环极点设计的分离性由可知：（1）式经非奇异线性变换得到（2）式，非奇异变换不改变系统的特征值。因此，（2）式的特征多项式

2、就是（1）式的特征多项式，即闭环系统的特征多项式：状态反馈与状态观测器特征多项式相互独立。所以闭环系统的特征值有2n个。2、传递函数阵的不变性非奇异线性变换同样不改变输入输出关系，可由(2)式求出(1)式的G(S)。结论：带观测器状态反馈闭环系统的传递函数等于直接状态反馈闭环系统的传递函数，或者说G(S)与是否采用观测器无关。比较带观测器状态反馈与直接状态反馈：3、观测器反馈与直接状态反馈的等效性。由前(2)式可看出，选择好G，可使A-GC的特征值具有负实部，必有三、设计可按要求分别设计状态反馈阵K和观测器反馈阵G，方法与单独设计相同。规则：选取观测器

3、的极点离虚轴的距离比闭环系统希望极点离虚轴的距离大2－3倍。闭环系统结构图：（4）求降维观测器闭环系统结构图：小结：要求掌握思路状态观测器产生是现代控制理论成熟的标志状态反馈才能实现，是状态反馈的必要条件。一、全维二、降维1、将不需观测的分出去（一分为二）2、找到被估的量，写出状态方程，与希望对比求出L。3、求出降维观测器状态方程，进一步求出