内容发布更新时间 : 2024/12/23 8:42:14星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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状态反馈于状态观测器

状态反馈于状态观测器 实验目的 1. 研究现代控制理论中用状态反馈配置极点的方法 2. 研究状态观测器的设计方法。 3.进一步学习用Multisim、MATLAB仿真软件对实验内容中的电路进行仿真。 实验原理与线路 给定控制系统，通过设计反馈增益阵使闭环系统具有期望的极点，从而达到适当的性 能，这就是极点配置问题。但极点配置问题是基于状态反馈，因此状态必须可测，当状态不可测时，则应设计状态观测器。设计的状态观测器也应具有适当的频率特性，因此也可指定其极点位置，从而使状态观测器的设计转化为极点配置问题。离散控制系统和连续控制系统的状态观测器设计与连续系统类似，也是借助于对偶原理实现的。对于状态观测器的设计包括：全阶和最小阶状态观测器

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的设计。设计方法此处不在细述。要求学生通过实验，掌握极点配置的方法和状态观测器的设计方法。 1. 被控对象模拟电路如图所示。被控对象的传递函数为： G(S)?100S??)2 被控对象状态方程为： X?AX?Bu Y?CX 式中 ??0A???????0?? B??? C??100????1????10? ?? 图 被控对象模拟电路 2. 带有状态观测器的状态反馈系统方框示于图所示。 图 带有状态观测器的状

态反馈系统方框图 图中 G?eH?At At??(t)dtB0t ?(t)?e K—1×2维状态反馈系统巨阵，计算机算出。 L--2×1维观测器反馈巨阵，计算机算出。 Kr—为使C跟踪R(S)乘的比例系数，它计算机自动地递推算出。 希望的系数极点：S=±，它对应在Z平面上应为 Z1,2?? 观测极点参考值为： Z1,2??j0 实验内容 测出阶跃响应曲线。 测出跟踪状态响应曲线。 实验步骤 1.

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测试系统与计算机的连接 启动计算机，在桌面双击图标[自动控制实验系统]运行软件。 测试计算机与实验箱的通信是否正常，通信正常继续。如通信不正常查找原 因使通信正常后才可以继续进行实验。 2. 阶跃响应 连接被测量典型环节的模拟电路。电路的输入R(S)接A／D、D／A卡的D/A1输出，电路的输出C(S)接A／D、D／A卡的A/D1输入。检查无误后接通电源。 (2) 选中[实验课题一状态反馈与状态观测器一阶跃响应]菜单项。 鼠标点击[阶跃响应]菜单将弹出实验课题参数设置窗口。参数设置完成后点击确认，等待观察波形。 3. 跟踪响应 选中[实验课题一状态反馈与状态观测器一跟踪响应]菜单项，鼠标点击该选项将弹出实验课题参数设置窗口，参数设置完成后点击确认，等待观察波形。 修改实验参数设置窗口中所用的参数值，观察波形的变化。 仿真实验 1. Multisim仿真实验 在Multisim仿

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