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《實(shí)驗(yàn)六利用MATLAB設(shè)計(jì)狀態(tài)觀測(cè)器.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、現(xiàn)代控制理論第五次上機(jī)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)六利用MATLAB設(shè)計(jì)狀態(tài)觀測(cè)器實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、學(xué)習(xí)觀測(cè)器設(shè)計(jì)算法；2、通過(guò)編程、上機(jī)調(diào)試，掌握基于觀測(cè)器的輸出反饋控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)步驟1、基于觀測(cè)器的輸出反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，采用MATLAB的m-文件編程；2、在MATLAB界面下調(diào)試程序，并檢查是否運(yùn)行正確。實(shí)驗(yàn)要求1．在運(yùn)行以上例程序的基礎(chǔ)上，考慮圖6.3所示的調(diào)節(jié)器系統(tǒng)，試針對(duì)被控對(duì)象設(shè)計(jì)基于全階觀測(cè)器和降階觀測(cè)器的輸出反饋控制器。設(shè)極點(diǎn)配置部分希望的閉環(huán)極點(diǎn)是，希望的觀測(cè)器極點(diǎn)是（a）對(duì)于全階觀測(cè)器，和；（b）對(duì)于降階觀測(cè)器，。比較系統(tǒng)對(duì)下列指定初始條件的響應(yīng)：（a）對(duì)于全階觀測(cè)器
2、：（b）對(duì)于降階觀測(cè)器：進(jìn)一步比較兩個(gè)系統(tǒng)的帶寬。圖6.3調(diào)節(jié)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)閉環(huán)極點(diǎn)：>>a=[01;0-2];b=[0;1];c=[40];v1=[-2+j*2*sqrt(3)-2-j*2*sqrt(3)];K=acker(a,b,v1)K=16.00002.0000全階狀態(tài)觀測(cè)器：>>v2=[-8-8];G=(acker((a-b*K)',c',v2))'G=30降階狀態(tài)觀測(cè)器：>>T1=[01;40];>>T=[00.25;10];>>a1=T1*a*Tb1=T1*b;c1=c*T;Aaa=-2;Aab=0;Aba=4;Abb=0;Ba=1;Bb=0;v3=-8;l=(ack
3、er(Aaa,Aba,v3))Ahat=Abb-l*AabBhat=Ahat*l+Aba-l*AaaFhat=Bb-l*Baa1=-2040l=1.5000Ahat=0Bhat=7Fhat=-1.5000全階觀測(cè)器響應(yīng)：>>sys=ss(a-b*K,[0;0],eye(2),0);t=0:0.01:4;x=initial(sys,[1;0],t);x1=[10]*x';x2=[01]*x';subplot(4,2,1);plot(t,x1),gridtitle('x1')ylabel('x1')subplot(4,2,2);plot(t,x2),gridtitle('x2')y
4、label('x2')sys1=ss(a-G*c,[0;0],eye(2),0);t=0:0.01:4;e=initial(sys1,[1;0],t);e1=[10]*x'+x1;e2=[01]*x'+x2;subplot(4,2,3);plot(t,e1),gridtitle('全階狀態(tài)觀測(cè)x1')ylabel('x1guji')subplot(4,2,4);plot(t,e2),gridtitle('全階狀態(tài)觀測(cè)x2')ylabel('x2guji')降階觀測(cè)器響應(yīng)：>>sys2=ss(Aaa-l*Aba,1,eye(1),0);t=0:0.01:4;e3=initial(
5、sys2,1,t);e4=e3'+x1;e5=x2;subplot(4,2,5);plot(t,e4),gridtitle('降階狀態(tài)觀測(cè)x1')ylabel('x1guji')subplot(4,2,6);plot(t,e5),gridtitle('降階狀態(tài)觀測(cè)x2')ylabel('x2guji')由上述兩圖對(duì)比可得，降階觀測(cè)器衰減速度比全階觀測(cè)器快，帶寬比全階觀測(cè)器窄。2．假設(shè)SISO受控系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為（1）若根據(jù)系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求，希望配置的系統(tǒng)極點(diǎn)為求受控系統(tǒng)的狀態(tài)反饋矩陣。（2）設(shè)計(jì)觀測(cè)器反饋系數(shù)矩陣，使全維狀態(tài)觀測(cè)器的希望極點(diǎn)均為-3.狀態(tài)反饋矩陣：>>A=
6、[010;001;00-1];B=[0;0;1];C=[100];J=[-3-2+j*2-2-j*2];K=acker(A,B,J)K=24206全維觀測(cè)器：>>v=[-3-3-3];L=acker(A,B,v)L=27278實(shí)驗(yàn)心得：這次實(shí)驗(yàn)做的很艱難，但一點(diǎn)點(diǎn)弄出來(lái)之后對(duì)觀測(cè)器的理解也表的更加深刻，通過(guò)matlab編程仿真更加形象地了解了全階觀測(cè)器和降階觀測(cè)器的特點(diǎn)。
