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文档简介

一级倒立摆系统的极点配置和状态观测器设计杨(1)倒立摆的运动方程线性化选择小车的位移、速度、摆的角位置和角速度作为状态变量，即系统的状态空间模型为如果M=2千克，m=0.2kg千克，g=9.81m米/，则一级倒立摆系统的状态方程为(2)状态反馈系统的极点配置。首先，利用MATLAB判断系统的可控性矩阵是否为满秩。MATLAB程序如下：a=0 1 0 0；00-10；0001；0 0 11 0；b=0；0.5；0；-0.5；c=1000；D=0。rct=等级(ctrb(A，B)z，p，k=ss2zp(A，B，C，D)MATLAB程序执行结果如下：系统是可以控制的，系统的极点是极点可以通过状态反馈任意配置，极点可以配置在MATLAB程序如下：a=0 1 0 0；00-10；0001；0 0 11 0；b=0；0.5；0；-0.5；p=-3-4-5-6；k=位置(A，B，P)MATLAB程序执行结果如下：因此，获得的状态反馈矩阵是K=-72.0 -68.4 -332.0 -104.4利用MATLAB/Simulink建立了一级倒立摆状态反馈控制系统的仿真模型。首先，在MATLAB的命令窗口中输入每个矩阵的值，并在模型的积分器中设置非零初始值2。运行模拟程序，如下所示显示模拟曲线。仿真结果表明，通过控制，倒立摆的极点与数值方向的偏角从初始值2稳定下来。(3)状态观测器实现状态反馈极点配置。MATLAB程序如下：a=0 1 0 0；00-10；0001；0 0 11 0；b=0；0.5；0；-0.5；c=1000；rob=等级(obsv(A，C)MATLAB程序执行结果如下：Rob=4表明可以观察系统，并可以设计状态观测器。取状态观测器的特征值为-3，-4，-5，-6MATLAB程序如下：a=0 1 0 0；00-10；0001；0 0 11 0；A1=A ；c=1000；C1=C ；p=-3-4-5-6；H1=地点(A1，C1，P)；H=H1MATLAB程序执行结果如下：状态观测器矩阵利用MATLAB/Simulink建立了带状态观测器的一级倒立摆状态反馈控制系统的仿真模型。首先，在MATLAB的命令窗口中输入每个矩阵的值，并在模型的积分器中设置非零初始值2。运行模拟程序，如
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