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文档简介

1、信息工程学院自动化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 4、 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 Ackerma

2、nn 公式计算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; 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

3、;a1=a'b1=c'c1=b'K=acker(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,D

4、1);y1,t1,x1=step(G1); P=-1 -2 -3;K=acker(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

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