实验4-状态反馈及状态观测器的设计

韶 关 学 院学 生 实 验 报 告 册实验课程名称：现代控制理论实验项目名称：状态反馈及状态观测器的设计实验类型（打）：（基础 、综合 、设计 ）院系： 物理与机电工程学院 专业班级： 08自动化（1）班 姓名 李世文 学号： 08101101027 指导老师： 宁宇 韶关学院教务处编制一、实验预习报告内容 预习日期： 年 月 日实验预习报告内容原则上应包含实验目的、实验所用主要仪器药品、实验原理与公式、实验预习疑问等项目。实验目的 1、 熟悉状态反馈矩阵的求法。2、 熟悉状态观测器设计方法。实验原理设系统的模型如式(4.1)示。 (4.1)系统状态观测器包括全阶观测器和降阶观测器。设计全阶状态观测器的条件是系统状态完全能观。全阶状态观测器的方程为： (4.2)实验内容 1、 某控制系统的状态方程描述如下：通过状态反馈使系统的闭环极点配置在P=-30，-1.2,-2.44i位置上,求出状态反馈阵K,并绘制出配置后系统的时间响应曲线。 2、 考虑下面的状态方程模型： 要求选出合适的参数状态观测器(设观测器极点为op=-100;-102;-103)。程序如下： A=0 1 0;980 0 -2.8;0 0 -100;B=0;0 ;100;C=1 0 0;D=0;op=-100;-102;-103;sysold=ss(A,B,C,D);disp(原系统的闭还极点为);p=eig(A)n=length(A);Q=zeros(n);Q(1,:)=C;for i=2:n Q(i,:)=Q(i-1,:)*A; end m=rank(Q); if m=n H=place(A,C,op); else disp(系统不是状态完全可观测) end disp(状态观测器模型); est=estim(sysold,H); disp(配置后观测器的极点为);p=eig(est)运行结果： 原系统的闭还极点为p = 31.3050 -31.3050 -100.0000状态观测器模型实验预习评分：二、实验原始（数据）记录 实验时间： 年 月 日（星期 第 节） 实验同组人：如有实验数据表格，学生在实验预习时应画好实验数据表格，供实验时填写数据（本页如不够，可另附相同规格的纸张）。配置后观测器的极点为p = -103.0000 -102.0000 -100.0000实验要求1、 求出系统的状态空间模型；2、依据系统动态性能的要求，确定所希望的闭环极点P；3、利用上面的极点配置算法求系统的状态反馈矩阵K；4、检验配置后的系统性能。指导教师批阅及签名 签名： 年 月 日三、实验报告内容 年 月 日 实验报告内容原则上应包含主要实验步骤、实验数据计算（实验操作）结果、实验结果（疑问）分析等项目。1、 某控制系统的状态方程描述如下：通过状态反馈使系统的闭环极点配置在P=-30，-1.2,-2.44i位置上,求出状态反馈阵K,并绘制出配置后系统的时间响应曲线。程序和结果： 2、 考虑下面的状态方程模型： 要求选出合适的参数状态观测器(设观测器极点为op=-100;-102;-103)。实验报告评分：注：1、如个别实验的实验报告内容多，实验报告册页面不够写，或有识图、画图要求的，学生应