計算機控制系統(tǒng)復習資料

1、計算機控制系統(tǒng)復習第一章緒論一. 計算機控制系統(tǒng)的 基本結(jié)構(gòu)，控制過程，實時概念？基本結(jié)構(gòu)：r-*-*一控制過程：1數(shù)據(jù)采集及處理2.實時控制和信息處理實施概念：信號的輸入計算和輸出都要在一定時間（采樣間隔）內(nèi)完成二. 計算機控制系統(tǒng)的組成（框圖）輸入追道執(zhí)行機構(gòu)輸出通道操作自外部設(shè)備計算機被控對象硬件：計算機 過程輸入、輸出通道外部設(shè)備操作臺軟件：系統(tǒng)軟件 應用軟件三. 計算機控制系統(tǒng)的特點1. 模擬、數(shù)字混合系統(tǒng) 2.便于修改控制規(guī)律3.可實現(xiàn)復雜的控制規(guī)律 4. 離散控制 5. 可分 時控制多個回路 6. 便于實現(xiàn)控制與管理一體化 四計算機控制系統(tǒng)的 類型 及各自特點1. 操作指導控制系

2、統(tǒng)： 結(jié)構(gòu)簡單控制靈活和安全， 但人工操 作，速度受限2. 直接數(shù)字控制系統(tǒng)：參與閉環(huán)控制，最普遍3. 監(jiān)督計算機控制系統(tǒng)：4. 分級計算機控制系統(tǒng)：將控制任務(wù)分散，用于多臺計算 機分別執(zhí)行不同任務(wù)，既能控制又能 管理第二章一開關(guān)量輸入信號的 基本類型 ，幾種預處理方法及光耦器件的 工作原理及作用基本類型： 1. 一位的狀態(tài)信號。如閥門的閉合與開啟、電機的啟動與停止、觸點的接通與斷開。2. 成組的開關(guān)信號。 如用于設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)的撥碼開 關(guān)組等。3. 數(shù)字脈沖信號。許多數(shù)字式傳感器 （ 如轉(zhuǎn)速、位 移、流量的數(shù)字傳感器 ） 將被測物理量值轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈 沖信號，這些信號也可歸結(jié)為開關(guān)量。預處理方法

3、： 1 信號轉(zhuǎn)換處理 2 安全保護措施 3 消除機械抖 動影響4 濾波處理 5 隔離處理 6 光電耦合器件 原理與使用 光耦器件工作原理： 采用光作為傳輸信號的媒介， 實現(xiàn)電氣隔離。 作用：用于現(xiàn)場設(shè)備與計算機系統(tǒng)之間的隔離保護 二開關(guān)量輸出信號的具體通道設(shè)計1. 隔離處理2. 電平轉(zhuǎn)換和功率放大：小功率低壓開關(guān)量輸出 繼電器輸 出 可控硅輸出功率場效應輸出 集成功率電子開關(guān)輸出三多路 AD 轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)計方案三種1 采用集成多路轉(zhuǎn)換器2 每個模擬量輸入配置一個轉(zhuǎn)換器3 多路模擬量輸入復用一個轉(zhuǎn)換器四采樣/ 保持器的作用，工作原理作用：在進行模數(shù)轉(zhuǎn)換時，如果模擬信號的頻率較高，就會 由于轉(zhuǎn)換器

4、的孔徑時間 （ 即轉(zhuǎn)換時間 ）而造成較大的轉(zhuǎn) 換誤差，其作用為克服該誤差原理：采樣保持器平時處于“采樣”狀態(tài)，跟蹤輸入信號變 化：進行轉(zhuǎn)換之前使其處于“保持”狀態(tài)，則在轉(zhuǎn)換 期間一直保持轉(zhuǎn)換開始時刻的模擬輸入電壓值；轉(zhuǎn)換 結(jié)束之后，又使其變?yōu)椴蓸訝顟B(tài)是否設(shè)置采樣保持器應根據(jù)模擬輸入信號的變化頻率和轉(zhuǎn)換器的孔徑時間來確定五模擬輸入信號的隔離措施1. 光電隔離： 在計算機接口和轉(zhuǎn)換電路之間實施光電隔離這種隔離保證了模擬量信號輸入部分和計算機 數(shù)字處理系統(tǒng)之間的徹底的電氣隔離2. 共模電壓的隔離：光電隔離： 能夠克服光電隔離輸出、輸入兩端設(shè)備的地線間的共模干擾，但無法克服模擬信 號之間的共模干擾。電

5、容隔離技術(shù)隔離放大器六 多通道轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)計方案1. 每一個通道設(shè)置一個獨立的轉(zhuǎn)換器 ：優(yōu)點是轉(zhuǎn)換速度快、精度高、工作可靠，相應軟件的編制也比較簡單。但是，如果模擬量信號輸出通道較多，就會使系統(tǒng)造價增加很多，尤其是采用高精度的轉(zhuǎn)換器時，這一問題 尤為嚴重。2. 多通道復用一個轉(zhuǎn)換器： 該方案優(yōu)點是成本較低， 缺點是電路結(jié)構(gòu)復雜、精度低、可靠性差，受運算放大器的輸入阻抗、模擬開關(guān)和保持電容的漏電阻等因素的影響，導致保持電容上的電壓信號逐漸衰減， 需要計算機定時刷新輸出， 也因此占用了的大量時間。 此方案 適用于輸出通道不多且對速度要求不高的場合。七信號采樣機理描述，香農(nóng)采樣定理，信號重構(gòu)定義及零

6、階采樣保持器的傳遞函數(shù)信號采樣機理描述：理想米樣開關(guān)可表示為(t kT)k則采樣信號可表示為)T(t)f *(t)f (kT) (t kT)k*f * (t)k或香儂采樣定理：如果連續(xù)信號 f(t) 具有有限頻譜，其最高頻率為3 ,則對f(t)進行周期采樣且采樣角頻率3 S > 23時，連續(xù)信號可以由 采樣信號唯一確定， 亦即可以從 f*( t) 無失真地恢復 f(t) 。信號重構(gòu)定義： 把離散信號變?yōu)檫B續(xù)信號的過程， 它是采樣 的逆過程零階采樣保持器的傳遞函數(shù)：fz)i(t kT)建kT T)八數(shù)字濾波（軟件濾波）的 定義 及常用方法定義：是把轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)通過軟件按照一定的算法進行平

7、 滑加工等處理，再送給控制程序運算，以增強其有效 信號、消除或減小各種干擾和噪聲，從而提高控制精 度和系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。方法： 1 限幅濾波方法 2. 中值濾波方法 3. 算術(shù)平均濾波 方法4 一階滯后濾波方法 5 復合濾波方法第六章一什么是最少拍設(shè)計？及其 實質(zhì)定義：最少拍設(shè)計， 是指系統(tǒng)在典型輸入信號 （ 如階躍信號， 速度信號，加速度信號等作用下經(jīng)過最少拍 （ 有限 拍） ，使系統(tǒng)輸出的穩(wěn)態(tài)誤差為零。實質(zhì)：時間最優(yōu)控制系統(tǒng)， 系統(tǒng)性能指標就是系統(tǒng)的調(diào)節(jié)時 間最短或盡可能短，對閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)的要求是快 速性和準確性第八章一計算機控制系統(tǒng)的一般 設(shè)計步驟1. 研究被控對象、確定控制任務(wù)

8、2. 確定系統(tǒng)總體控制方案3. 確定控制策略和控制算法4. 硬件詳細設(shè)計5. 軟件詳細設(shè)計6. 系統(tǒng)仿真與調(diào)試7. 現(xiàn)場安裝調(diào)試二. 數(shù)字程序控制系統(tǒng)定義及其組成能夠根據(jù)輸入的指令和數(shù)據(jù)， 使生產(chǎn)機械按預定的工作順序、 運動軌跡、運動距離和運動速度等規(guī)律完成工作的自動控制， 稱為數(shù)字程序控制。組成：以計算機為核心，包括輸入裝置、輸出裝置、插補器和控制器等部分三. 步進電機的功能、特點、工作原理步進電機是計算機控制系統(tǒng)常用的執(zhí)行元件，具有快速起停、精確步進的特點，并可直接采用數(shù)字脈沖信號控制，而不需 要進行轉(zhuǎn)換，因而為控制系統(tǒng)的設(shè)計帶來極大的方便 計算控制原理框圖：第十章一.提高計算機控制系統(tǒng)可

9、靠性措施1提高元器件和設(shè)備的可靠性2采取抗干擾措施，提高系統(tǒng)對環(huán)境的適應能力3 采用可靠性設(shè)計技術(shù)4 采用故障診斷技術(shù) 二計算機控制系統(tǒng) 干擾來源1 從系統(tǒng)電源和電源引線（包括地線）侵入的干擾2 從系統(tǒng)的信號輸入 / 輸出傳輸通道引入的干擾3 空間電磁干擾4 靜電噪聲5 其它環(huán)境因素的影響 三電源系統(tǒng)的抗干擾措施1 遠離干擾源 2 安裝電源低通濾波器 3 采取變壓器 屏蔽和分路供電措施 4 采取措施拓寬對電網(wǎng)波動的適 應能力 5 使用壓敏電阻和均衡器 6 直流側(cè)去耦措 施 7 供電系統(tǒng)應合理配線和布線 8 電柜接地和公 共接地的處理 9 尖峰脈沖干擾的綜合防治 尖峰脈沖干擾的綜合防治 ：1.

10、遠離'干擾源 2. 用硬件 設(shè)備抑制尖峰干擾的影響3. 在大功率用電設(shè)備上采取措施抑制尖峰干擾的 產(chǎn)生。 4. 采用看門狗技術(shù)四針對信號傳輸通道的干擾 常用處理方法1 抑制干擾源2 使用雙絞線和同軸電纜阻止耦合干擾的侵入3 接地處理試卷二、已知系統(tǒng)的差分方程為(10分)2)y(k) y(k 1) r(k輸入信號是r(k)初始條件為y(0) 1，試寫出輸出脈沖序列y(k)解：y(0)1y(1)r( 1)y(0)1y(2)r(0)y(1) 2y(3)r(1)y(2)1y(4)r(2)y(3) 2y(5)r(3)y(4)1三、設(shè)被控對象傳遞函數(shù)為 Gp(s)s(s 1)持器，試求廣義對象的脈

11、沖傳遞函數(shù)。，在對象前接有零階保(10 分)解：廣義對象傳遞函數(shù)G(s)Ts es s(s 1)對應的脈沖傳遞函數(shù)為G(z) Z G(s) ZsKs(s 1)1 1K(1 z 1)Z -K(1s (s 1)t1 Te eK(e T 1)z1e T1、1)_1 2(1 z )1 1z1 11 z 11 eTz(1 z1)(1 eTz1)四、已知被控對象傳遞函數(shù)為20G(s) (8s 1)(0.1s 1)試用“二階工程最佳”設(shè)計法確定模擬控制器(S)，并用后向差分法給出等效的數(shù)字控制器形式。(10分)解：經(jīng)動態(tài)校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為200(s) Gc(s)G(s) Gc(s) (8s 1)(0

12、.1s 1)應選擇(s)為控制器，其基本形式為s 1TVGc(s)為使控制器能抵消被控對象中較大的時間常數(shù)，可選擇8則有8s 1200(s) Gc(s)G(s)yr01s1)界MS1)根據(jù)二階工程最佳設(shè)計法則，應有Ti200.1.2T21 :2'、2T2解之得Ti于是得到模擬控制器的傳遞函數(shù)為8s 14sGc(s)KP(1 Kis2(1對以上的模擬控制器， 效的數(shù)字控制器：根據(jù)后向差分近似的等效變換方法，得等Gc(s)sAT25z 1五、已知廣義被控對象:G(s)Tss* 給定 1s (20針對單位斜坡輸入設(shè)計最小拍有紋波控制系統(tǒng)，并畫出系統(tǒng)的輸出波形圖。解：由已知條件，被控對象含有一

13、個積分環(huán)節(jié)，有能力產(chǎn)生單位斜坡響應。求廣義對象脈沖傳遞函數(shù)為G(z) ZG(s)1 eTss s(s 1)(1z1)Z1s2(s 1)(1z1)z11 2(1 z ) 1_1 z 11 e 1z0.368z (10.718z 1)11 (1 z )(10.368z )可以看出，G(z)的零點為-0.718(單位圓內(nèi))、極點為1(單位 圓上)、0.368(單位圓內(nèi))，故00(單位圓上除外)1。根據(jù)穩(wěn)定性 要求，G(z)中1的極點應包含在e(z)的零點中，由于系統(tǒng)針對 等速輸入進行設(shè)計，故2。為滿足準確性條件另有 e(z) = (1 )丫 R(z) (z)汽嚴 j)2z2 八4 LF1(Z),顯然

14、準確性條件中已滿足了穩(wěn)定性要求，于是可設(shè)1 1(z) z (C0 C1Z )C0C11 c 2c,0解得C0 2, C11。閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為(z) z1(2 z1) 2z1 z2e(z)1(z)(1 z1)2D(z)(z)_5.435(1 0.5z )(1 0.368Z1)e(z)G(z)(1 z1)(10.718z1)試卷二二、已知系統(tǒng)框圖如下所示:1s(15r(試確定閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定時K的取值范圍。解：廣義對象傳遞函數(shù)G(s)1 eTss(s 1)對應的脈沖傳遞函數(shù)為G(z) Z G(s) Z1 e Tss s(s1)K(1 z 1)Z10.368Kz (11s2(s 1)10.718z )

15、K(11)z 11(1 z 1)21 z 11 1(1 z )(10.368z )0.368z 0.264 2 z1.368z0.368此時系統(tǒng)的特征方程為1 G(z)K(0.368z 0.624)2z 1.368z 0.368采用雙線性變換z晉/2w10.5w10.5w可得等效的特征方程為(10.0381K)w2(0.924 0.386K)w 0.924K此時，勞斯表為W (1-0.0381 K) 0.924 K K< 26.22.39w0.924-0.386KK<0w0.924 KK>故K的變化范圍為 0< K< 2.39三、已知某連續(xù)控制器的傳遞函數(shù)為(10

16、 分)D(s)s22 n s試用雙線性變換法求出相應的數(shù)字控制器的脈沖傳遞函數(shù)D(z)，并給出控制器的差分形式。其中T 1s解：令2111 z1 zD(z)U(z)E(z)2n2- 2s2 n s n s 2131 z；(z2 2Z11)(n 4 n 4)z2 (2 2 8)z1； 4 n 4控制器的差分形式為u(k)_n_2 4nn4u(k42)嚴)2e(k 1) e(k 2)入信號r(t) 10.2s，輸(10 分)r(t)sT四、已知離散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下所示，采樣周期干，求該系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。解：系統(tǒng)開環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為G(z) Z G(s) Zs1 e Ts 10(0.5s 1)1 5s

17、 10 (1 z )Z sz 1(0.81.2z 1)(11zr2(1 z )0.4z 1(1 z 1)132(1 z )e(z)1 G(z)R（z）亡0.2z 1(1 z )0.04z 1(1 z 1)2(1 z1)31.02 1.78z 10.8z2(1 z )1 2(1 z )則誤差脈沖傳遞函數(shù)為1 2(1 z )11.2z 10.2z 2穩(wěn)態(tài)誤差為e()妁(1z1)E(z)(z)R(z)0.1五、已知廣義被控對象為(15 分)G(s) A-2s e s s 1其中，1s。期望的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)中的時間常數(shù)取為0.5 s,應用史密斯預估器方法確定數(shù)字控制器。解：不含純滯后的廣義對象脈沖傳

18、遞函數(shù)為1 e Ts 1Q(z) Z Q(s) Z - s s 1110.632z 1(1 z 1)Z彳s(s 1)1 0.368z 1廣義對象脈沖傳遞函數(shù)為G(z) G°(z)z40.632z 5110.368z不考慮純滯后，閉環(huán)系統(tǒng)理想脈沖傳遞函數(shù)為o(s)右'進而0（z）Z 1 es 0.5s 10.865z 111 0.135z求得Do1°0(z)G0(z)1.369上昇1 z 1于是得史密斯預估器如下Do(z)D(z)1 (1 zN)D。(z)G 0 1 0.368Z 11.3691 0.135z10.865Z5六、采用逐點比較法法插補圓弧，起點坐標0（0

19、，5），終點坐標P（5，0），圓心在原點。要求以表格形式給出插補計算過程， 并畫出插補運動軌跡。（10分） 解:步數(shù)誤差判別坐標進給下步誤差計算進給后動點坐標終點判別初始化F= 005刀=10102190,仁4刀=刀-1=92F<02181=14刀=刀-1=83F<02151=24刀=刀-1=74F<021=01=34刀=刀-1=6502173,仁3刀=刀-1=56F<021=01=43刀=刀-1=4702154, 1=2刀=刀-1=38F<021=41=52刀=刀-1=29F>021=15, 1=1刀=刀-1=110F>021=05,仁0刀=刀-1=

20、0試卷三二、已知系統(tǒng)框圖如下所示：1s (15r(T1 eTs1ss(s 1)試寫出離散系統(tǒng)的動態(tài)方程。y(解：所給系統(tǒng)的脈沖傳遞函數(shù)為G(z)器 Z G(s) ZR(z)1 e Ts 1s(s 1)1(1 z )Z1s2(s 1)0.718z 1)(111、 zz ) w(1 z )1 z 1(1z1)(11 10.368z )11.368z20.368z令 X(z)11.368U0"進而乂1.368z則 Y(z)(0.368 z 10.264z 2)X(z)取X1X2(z)z2X (z) z1X(z)于是得如下狀態(tài)方程zXJz)xdk 1)X2(k)X2(k 1)0.368x1(

21、k)1.368x2(k) u(k)y(k)0.264 xjk)0.368x2(k)0.368z 1(11X(z)0.368z 10.264z 210.368z 2X(z) U (z)寫成矩陣形式為X1(k 1)01X1(k)X2(k 1)0.368 1.368 X2(k)01 U(k)y(k) 0.264 0.368 X1"k)X2(k)三、已知廣義被控對象為(15 分)G(s)Ts .e 1 es (s 1)2s其中，1s。期望的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)中的時間常數(shù)取為0.5s,應用大林算法確定數(shù)字控制器。解：廣義對象脈沖傳遞函數(shù)為G(z) Z G(s) Z Us s1 4Tse1141(

22、1 z )z Z L0.632z 51 0.368Z* 1閉環(huán)系統(tǒng)理想脈沖傳遞函數(shù)為z1Ts 4Ts e es0.5s 10.865z 51 0.135Z0.135z 10.865z 5得大林控制器如下1D(z)(15 分)10.368zx(k1)0.510.25 0 X(k)22 u(k)y(k)1 0 x(k)設(shè)計一個特征值為Zi,20.5j0.25的全維狀態(tài)觀測器。并畫出相應的狀態(tài)變量結(jié)構(gòu)圖。解：能觀性矩陣Qo CA°；10滿秩，故系統(tǒng)能觀測，可設(shè)計狀態(tài)觀測器。令輸出誤差反饋矩陣H 四、已知被控對象h>觀測器期望特征方程為2(zz1)(z z2)(z0.5j0.25)(z

23、0.5j0.25)z z 0.31250觀測器特征方程為zl(A HC)z2(h0.5)z h20.25 0(狀態(tài)變量圖略)五、已知某系統(tǒng)連續(xù)控制器的傳遞函數(shù)(15 分)D(s)2(s 1)(s 2)試分別用階躍響應和脈沖響應不變法求D(s)的等效數(shù)字控制器，并寫出相應的差分方程表達式。其中采樣周期T 1s解：1、階躍響應不變法D(z)z!Ts eD(s)(1z1)Z1 2昆 1)(s 2)0.399z0.148z1-1.503z20.553z0.05z由D(z)E|可推得數(shù)字控制器的差分方程形式如下u(k) 1.503u(k 1) 0.553u(k2)0.05u(k3)0.399e(k1)0

24、.148e(k2)2、脈沖響應不變法D(z) TZD(s)2(s 1)(s 2)0.233z1-0.503z0.05z由D(z) E|可推得數(shù)字控制器的差分方程形式如下u(k) 0.503u(k1) 0.05u(k2)0.233e(k1)試卷四二、已知系統(tǒng)框圖如下所示:1s(15分)r(并判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性。e s試求閉環(huán)離散系統(tǒng)的閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)，解：廣義對象脈沖傳遞函數(shù)為1 e Ts 1G(z) Z G(s) Z -s s(s 1)1 1 1 (1 z )Z h (1 z ) s2(s 1)1 10.368z (10.718z )1 1 (1 z )(10.368z )(11 z TV系統(tǒng)閉

25、環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為G(z) 0.368z 10.632z 2(z)1 G(z) 1 z 10.632z 2則閉環(huán)系統(tǒng)的特征方程為2W(z) z z 0.6320由z域直接判據(jù) | W0) | =0.632<1 W1)=1 -1+0.632>0 V(M)=1+1+0.632>0知閉環(huán)系統(tǒng)穩(wěn)定。三、已知某被控對象的傳遞函數(shù)為(151 s(s 1) 要求設(shè)計成單位反饋計算機控制系統(tǒng)， 樣周期為T= 1s。要求閉環(huán)特征根為 0.4結(jié)構(gòu)如下圖所示。采 和0.6。試求數(shù)字控制y(t)r(t)D(z)Gh(s)Gp(s)解：廣義對象脈沖傳遞函數(shù)為1 e Ts 1G(z) Z G(s) Z -

26、s s(s 1)1 1 1 (1 z )Z -(1 z )s2(s 1)0.368z 1(10.718z 1)11 (1 z )(10.368z )z 11(1 z 1)21 z 1根據(jù)要求設(shè)定閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為(z)z2(z 0.4)(z 0.6)(1 0.4z 1)(1 0.6z 1)D(z)2.718z 1(1 z 1)(1 0.368Z1)(z)(1)G (z)(1 z 10.76z2)(1 0.718Z1)已知控制系統(tǒng)的被控對象傳遞函數(shù)為sG(s)(2 s n(s 1)'采樣周期T= 1s，若選閉環(huán)系統(tǒng)的時間常0.5s，試用大林算法設(shè)計數(shù)字控制器D(z)。若出現(xiàn)振鈴現(xiàn)象，修正

27、數(shù)字控制器，消除振鈴現(xiàn)象。(20分)解：采樣周期1s，期望閉環(huán)脈沖傳遞函數(shù)為sse 2e0.5s 1 s 2進而ssZ注空 s s被控裝置廣義脈沖傳遞函數(shù)Tss1 eeZs(2 s 1)(s 1)0.865Z 21 0.368z 1Ts e0.154z2(1 0.610z 1)(1 0.368z1)(1 0.607z1)1(z)5.617(11 10.368z 1)(10.607z 1)D(z)112G(z)1(z)(10.610z 1)(10.368z 10.865z 2)5.617(10.368z 1)(10.607 z 1)1 11 (10.610z )(10.763z )(11.131

28、z )由振鈴現(xiàn)象產(chǎn)生的原理知，用常規(guī)大林算法設(shè)計的被控對象為二階的系統(tǒng)必產(chǎn)生振鈴現(xiàn)象。在D(z)中的靠近z =- 1的兩個因子中令z=1來消除振鈴現(xiàn)象，即1(z)5.617(10.368z(10.607z )D(z) G(z)1(z)(10.610)(10.763)(11.131z 1.131z 1)1 1五、求出雙積分系統(tǒng)控制對象的離散狀態(tài)方程，假設(shè)系統(tǒng)所有的1.979(10.368z )(10.607z )狀態(tài)皆不可直接測量，設(shè)計全維狀態(tài)觀測器實現(xiàn)狀態(tài)反饋，并把閉環(huán)兩個極點都配置在0.1，觀測器特征方程的兩個根配置在原點。(1s)(20 分) 解：系統(tǒng)的廣義對象脈沖傳遞函數(shù)為(z 1)0.

29、5 0.5zz22z 11 1G(z) (1 z1)Zy s可寫其能控標準型實現(xiàn)為川1)X2(k 1)X1(k)X2(k)01U(k)y(k)0.5 0.5 X1(k)X2(k)對應的能觀性矩陣為QoCA0.50.50.5 1.5故系統(tǒng)能觀可設(shè)計觀測器先求狀態(tài)觀測器增益矩陣H :狀態(tài)觀測器特征多項式為z 0.500.5h| 1zI (A HC)10.5h2 z 0.5h222 z(0.5h1 0.5h2 2)z ( 1.5 0.5h2 1)觀測器期望特征多項式為(z 0)(z 0) z2比較上面兩式z各次冪項系數(shù)得H gh21.5 2.5T再求狀態(tài)反饋增益矩陣K k1 k2期望閉環(huán)特征方程為(z 0.1)(z 0.1)z20.2z 0.010則引入狀態(tài)反饋后系統(tǒng)閉環(huán)特征方程為z1zI A BKk-i 1 z k2 2z2 (k22)z (k11)0比較上面二方程z各次冪項系數(shù)，得Kk1k20.99 1.8四卷五(10 分)1s(s 5)解:F(z) Z F(