极点配置问题.ppt

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1、5.2极点配置问题系统性能指标的要求系统综合的目的是设计反馈增益矩阵,将闭环系统的极点恰好配置在根平面上期望极点的位置.极点配置与根轨迹法的区别是什么?一组期望极点的要求5.2极点配置问题基于图象传感器的模型小车轨迹跟踪控制1)1.6米/秒单圈时间9秒2)1.6米/秒单圈时间7.2秒3)2.5米/秒单圈时间5.2秒FreescaleMCUMC9S12DG128传感器系统电机驱动电路转向舵机直流电机模型车路径信息5.2极点配置问题选择k0,k1使闭环的极点配置在给定的位置:一组期望极点(特征根)的要求:-1+j,-1-j1写出状态空间表达式2求出系统的反馈系统特征多项式3写出期望特征多项

2、式4对应多项式相等5.2极点配置问题系统的特征根多项式相等期望特征多项式5.2极点配置问题单位阶跃(u(t-1))响应反馈前单位阶跃响应?系统满足什么条件可以通过反馈方法任意配置极点?5.2极点配置问题状态反馈方法任意配置极点的条件和算法输出反馈方法可任意配置极点?输出到x导数反馈方法任意配置极点的条件和算法本节主要内容5.2极点配置问题采用状态反馈定理:采用状态反馈对系统任意配置极点的充要条件是系统完全能控.证明:证明充分性是期望的闭环极点.是期望特征多项式.完全能控,通过状态反馈必成立5.2极点配置问题若状态完全能控,必存在非奇异变换将化为能控标准型5.2极点配置问题2)加入状态反

3、馈增益阵5.2极点配置问题闭环特征多项式为3)使闭环极点与给定的期望极点相等,必须满足增益阵为5.2极点配置问题4)求出原系统的增益阵K为什么?5.2极点配置问题例题５-２，通过状态反馈使下列系统的闭环系统的极点为－２，－1＋j,-1-j解：写出状态空间描述:选择状态反馈K5.2极点配置问题闭环系统状态方程:期望特征多项式5.2极点配置问题状态反馈极点配置的步骤:3求出期望特征多项式的系数1将原系统化为能控标准型2求出原系统的特征多项式的系数4使闭环极点与给定的期望极点相等5求出原系统的增益阵K5.2极点配置问题例题５－２的另一种解法.系统的增益阵K5.2极点配置问题比较系数相等:系统

4、的增益阵K5.2极点配置问题画出状态反馈系统的模拟结构图.5.2极点配置问题采用输出反馈定理:对于完全能控的单输入-单输出系统,不能采用输出线性反馈来实现系统极点的任意配置.证明:不能使根轨迹落在不属于根轨迹的期望极点位置上.5.2极点配置问题2815.2极点配置问题采用从输出到的反馈定理:对系统采用从输出到的线性反馈来实现系统极点的任意配置的充要条件是能观.证明:极点任意配置能观能控极点任意配置5.1线性反馈系统的基本结构和特性从输出到x导数的反馈ACBxyGv第四章作业（习题）4-14-34-65.2极点配置问题基于图像传感器的模型小车轨迹跟踪控制系统综合的目的是设计反馈增益矩阵,

5、将闭环系统的极点恰好配置在根平面上期望极点的位置.经典控制中的根轨迹法:一组期望极点的要求思考与练习