狀態(tài)反饋的極點配置

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1、東南大學自動化學院實驗報告課程名稱：自動控制基礎(chǔ)實驗名稱：控制系統(tǒng)極點的任意配置院（系）：自動化學院專業(yè)：自動化姓名：吳靜學號：08008419實驗室：實驗組別：同組人員：實驗時間：2011年4月29日評定成績：審閱教師：一、實驗目的1.掌握用狀態(tài)反饋的設計方法實現(xiàn)控制系統(tǒng)極點的任意配置；2.用電路模擬的方法，研究參數(shù)的變化對系統(tǒng)性二、實驗原理內(nèi)容用全狀態(tài)反饋實現(xiàn)二階系統(tǒng)極點的任意配置，并用電路模擬的方法予予以實現(xiàn)；理論證明，通過狀態(tài)反饋的系統(tǒng)，其動態(tài)性能一定會優(yōu)于只有輸出反饋的系統(tǒng)。設系統(tǒng)受控系統(tǒng)的動態(tài)方程為圖6-1為其狀態(tài)變量圖。圖6-1狀態(tài)變量圖令，其中，為系統(tǒng)的給定量，

2、為系統(tǒng)狀態(tài)變量，為控制量。則引入狀態(tài)反饋后系統(tǒng)的狀態(tài)方程變?yōu)橄鄳奶卣鞫囗検綖?，調(diào)節(jié)狀態(tài)反饋陣的元素，就能實現(xiàn)閉環(huán)系統(tǒng)極點的任意配置。圖6-2為引入狀態(tài)反饋后系統(tǒng)的方框圖。圖6-2引入狀態(tài)變量后系統(tǒng)的方框圖實驗時，二階系統(tǒng)方框圖如6-3所示。圖6-3二階系統(tǒng)的方框圖引入狀態(tài)反饋后系統(tǒng)的方框圖如圖6-4所示。根據(jù)狀態(tài)反饋后的性能指標：，，試確定狀態(tài)反饋系數(shù)K1和K2圖6-4引入狀態(tài)反饋后的二階系統(tǒng)方框圖三、實驗步驟1．引入狀態(tài)反饋前根據(jù)圖6-3二階系統(tǒng)的方框圖，設計并組建該系統(tǒng)相應的模擬電路，如圖6-9所示。圖6-9引入狀態(tài)反饋前的二階系統(tǒng)模擬電路圖在系統(tǒng)輸入端加單位階躍信號，用

3、上位機軟件觀測c(t)輸出點并記錄相應的實驗曲線，測量其超調(diào)量和過渡時間。2．引入狀態(tài)反饋后請預先根據(jù)前面給出的指標計算出狀態(tài)反饋系數(shù)K1、K2。根據(jù)圖6-4引入狀態(tài)反饋后的二階系統(tǒng)的方框圖，設計并組建該系統(tǒng)相應的模擬電路，如圖6-10所示。圖6-10狀態(tài)反饋后的二階系統(tǒng)模擬電路圖在系統(tǒng)輸入端加單位階躍信號，用上位機軟件觀測c(t)輸出點并記錄相應的實驗曲線，測量其超調(diào)量和過渡時間，然后分析其性能指標。調(diào)節(jié)可調(diào)電位器Rx1或Rx2值的大小，然后觀測系統(tǒng)輸出的曲線有什么變化，并分析其性能指標。四.實驗數(shù)據(jù)1)加入輸出反饋后的系統(tǒng)階躍響應曲線：1)加入狀態(tài)反饋后的系統(tǒng)階躍響應曲線：