现代控制实验-状态反馈器和状态观测器的设计
《现代控制实验-状态反馈器和状态观测器的设计》由会员分享,可在线阅读,更多相关《现代控制实验-状态反馈器和状态观测器的设计(8页珍藏版)》请在装配图网上搜索。
1、状态反馈器和状态观测器的设计一、实验设备 PC 计算机,MATLAB 软件,控制理论实验台,示波器 二、实验目的 (1) 学习闭环系统极点配置定理及算法,学习全维状态观测器设计法; (2) 掌握用极点配置的方法 (3) 掌握状态观测器设计方法 (4) 学会使用MATLAB工具进行初步的控制系统设计 三、实验原理及相关知识 (1)设系统的模型如式所示 若系统可控,则必可用状态反馈的方法进行极点配置来改变系统性能。 引入状态反馈后系统模型如下式所示: (2)所给系统可观,则系统存在状态观测器 四、 实验内容(1)某系统状态方程如下 理想闭环系统的极点为.(1)采用 Ackermann 公式计算法进
2、行闭环系统极点配置; 代码: A=0 1 0;0 0 1;-4 -3 -2; B=1; 3; -6; P=-1 -2 -3; K=acker(A,B,P) Ac=A-B*K eig(Ac)(2)采用调用 place 函数法进行闭环系统极点配置;代码: A=0 1 0;0 0 1;-4 -3 -2; B=1;3;-6; eig(A) P=-1 -2 -3; K=place(A,B,P) eig(A-B*K)(3)设计全维状态观测器,要求状态观测器的极点为代码:a=0 1 0;0 0 1;-4 -3 -2;b=1;3;-6;c=1 0 0;p=-1 -2 -3;a1=a;b1=c;c1=b;K=a
3、cker(a1,b1,p);h=(K)ahc=a-h*c(2)已知系统状态方程为: (1) 求状态反馈增益阵K,使反馈后闭环特征值为-1 -2 -3;代码:A=0 1 0;0 0 1;4 -3 -2;b=1;3;-6;p=-1 -2 -3;k=acker(A,b,p)A-b*keig(A-b*k)(2)检验引入状态反馈后的特征值与希望极点是否一致。 (3) 比较状态反馈前后的系统阶跃响应。 代码:A1=0 1 0;0 0 1;-4 -3 -2;B1=1;3;-6;C1=1 0 0;D1=0;G1=ss(A1,B1,C1,D1);y1,t1,x1=step(G1); P=-1 -2 -3;K=a
4、cker(A1,B1,P);abk=A1-B1*K; A2=abk;B2=B1;C2=C1;D2=D1;G2=ss(A2,B2,C2,D2);y2,t2,x2=step(G2); hold onplot(t1,x1)plot(t2,x2)(4)设计全阶状态观测器,要求状态观测器的极点为-5 -6 -7。 (5)检验全维状态观测器的特征值与希望特征值是否一致. 代码:a=0 1 0;0 0 1;-4 -3 -2;b=1;3;-6;c=1 0 0;p=-5 -6 -7;a1=a;b1=c;c1=b;K=acker(a1,b1,p);h=(K)ahc=a-h*ceig(a1-b1*K)五、实验心得通过本次实验我学习了解了闭环系统极点配置定理及算法以及全维状态观测器设计方法同时又了解到如何用极点配置和状态观测器设计方法,并且学会了使用MATLAB工具进行初步的控制系统设计 。
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 装配图网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。