帶觀測器的狀態(tài)反饋系統(tǒng)推選優(yōu)秀ppt

帶觀測器的狀態(tài)反響(fǎnxiǎng)系統(tǒng)第一頁，共13頁。帶觀測器的狀態(tài)(zhuàngtài)反響系統(tǒng)〔一〕系統(tǒng)(xìtǒng)的結構帶狀態(tài)(zhuàngtài)觀測器的狀態(tài)(zhuàngtài)反響系統(tǒng)由3局部組成，即原受控系統(tǒng)、狀態(tài)(zhuàngtài)反響和觀測器。圖1帶有全維狀態(tài)觀測器的狀態(tài)反響系統(tǒng)L第二頁，共13頁。狀態(tài)反饋為：由于受控系統(tǒng)既要實現(xiàn)觀測器又要實現(xiàn)狀態(tài)反響，因此(yīncǐ)原受控系統(tǒng)是能控且能觀的，其狀態(tài)空間表達式為全維觀測器為：化簡系統(tǒng)(xìtǒng)的結構第三頁，共13頁。將三部分聯(lián)立得閉環(huán)系統(tǒng)：寫成分塊矩陣(jǔzhèn)形式這是一個2n維的閉環(huán)控制系統(tǒng)系統(tǒng)(xìtǒng)的結構第四頁，共13頁。方便(fāngbiàn)我們后面的分析。這是一個2n維的閉環(huán)控制系統(tǒng)二、閉環(huán)系統(tǒng)的根本特性可按要求(yāoqiú)分別設計狀態(tài)反響陣K和觀測器反響陣L，方法與單獨設計相同。方便(fāngbiàn)我們后面的分析。圖1帶有全維狀態(tài)觀測器的狀態(tài)反響系統(tǒng)方便(fāngbiàn)我們后面的分析。系統(tǒng)(xìtǒng)的結構將三部分聯(lián)立得閉環(huán)系統(tǒng)：上式是按能控性分解的標準(biāozhǔn)形式，B對應的狀態(tài)x能控。帶觀測器的狀態(tài)(zhuàngtài)反響系統(tǒng)帶觀測器的狀態(tài)反響(fǎnxiǎng)系統(tǒng)為了方便(fāngbiàn)求〔1〕式的特征多項式，特意做一下線性非奇異變化，二、閉環(huán)系統(tǒng)的根本特性因此，〔2〕式的特征多項式就是〔1〕式的特征多項式，即閉環(huán)系統(tǒng)的特征多項式：帶狀態(tài)(zhuàngtài)觀測器的狀態(tài)(zhuàngtài)反響系統(tǒng)由3局部組成，即原受控系統(tǒng)、狀態(tài)(zhuàngtài)反響和觀測器。為了方便(fāngbiàn)求〔1〕式的特征多項式，特意做一下線性非奇異變化，方便(fāngbiàn)我們后面的分析。系統(tǒng)(xìtǒng)的結構由設狀態(tài)估計誤差為：非奇異變換上式是按能控性分解的標準(biāozhǔn)形式，B對應的狀態(tài)x能控。第五頁，共13頁。上式說明，由觀測器構成的狀態(tài)反響(fǎnxiǎng)系統(tǒng)，其特征多項式等于矩陣〔A-BK)與矩陣〔A-LC〕的特征多項式的乘積，也即閉環(huán)系統(tǒng)的的極點等于直接狀態(tài)反響(fǎnxiǎng)的極點與狀態(tài)觀測器的極點之總和，而且兩者相互獨立。帶觀測器的狀態(tài)反響(fǎnxiǎng)系統(tǒng)的特征多項式：基于觀測器的狀態(tài)反響(fǎnxiǎng)系統(tǒng)的特性二、閉環(huán)系統(tǒng)的根本特性1、閉環(huán)極點設計的別離性由狀態(tài)空間可知：〔1〕式經(jīng)非奇異線性變換得到〔2〕式，非奇異變換不改變系統(tǒng)的特征值。因此，〔2〕式的特征多項式就是〔1〕式的特征多項式，即閉環(huán)系統(tǒng)的特征多項式：第六頁，共13頁。別離(biélí)性定理：得出結論：基于(jīyú)觀測器的狀態(tài)反響系統(tǒng)的特性第七頁，共13頁。2、傳遞函數(shù)陣的不變性考慮到傳遞函數(shù)矩陣在線性非奇異變化下保持不變，可由(2)式求出(1)式的w(S)，即帶觀測器的狀態(tài)(zhuàngtài)反響系統(tǒng)的傳遞函數(shù)?；谟^測器的狀態(tài)反響(fǎnxiǎng)系統(tǒng)的特性第八頁，共13頁。結論1：帶觀測器狀態(tài)(zhuàngtài)反響閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)等于直接狀態(tài)(zhuàngtài)反響閉環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，或者說w(S)與是否采用觀測器無關，觀測器的引入不改變直接狀態(tài)(zhuàngtài)反響的傳遞函數(shù)矩陣。實際上，由于觀測器的極點已全部被閉環(huán)系統(tǒng)的零點相消了，因此這類系統(tǒng)是不完全能控的。但由于不能控的狀態(tài)是估計誤差，所以這種不完全能控并不影響系統(tǒng)正常工作。結論2：觀測器的引入使狀態(tài)反饋控制系統(tǒng)不再保持完全能控，即為不完全能控，且分解后的能控部分為{A-Bk,B,C}?；谟^測器的狀態(tài)反響(fǎnxiǎng)系統(tǒng)的特性第九頁，共13頁。綜合(zōnghé)舉例的2~3倍，即Reλi(L)=(2~3)Reλi(A-BK)圖1帶有全維狀態(tài)觀測器的狀態(tài)反響系統(tǒng)由狀態(tài)空間可知：〔1〕式經(jīng)非奇異線性變換得到〔2〕式，非奇異變換不改變系統(tǒng)的特征值?；谟^測器的狀態(tài)反響(fǎnxiǎng)系統(tǒng)的特性別離(biélí)性定理：系統(tǒng)(xìtǒng)的結構方便(fāngbiàn)我們后面的分析?？砂匆?yāoqiú)分別設計狀態(tài)反響陣K和觀測器反響陣L，方法與單獨設計相同。因此，〔2〕式的特征多項式就是〔1〕式的特征多項式，即閉環(huán)系統(tǒng)的特征多項式：基于(jīyú)觀測器的狀態(tài)反響系統(tǒng)的特性比較(bǐjiào)帶觀測器狀態(tài)反響與直接狀態(tài)反響：基于(jīyú)觀測器的狀態(tài)反響系統(tǒng)的特性第十頁，共13頁。三、設計可按要求(yāoqiú)分別設計狀態(tài)反響陣K和觀測器反響陣L，方法與單獨設計相同。綜合(zōnghé)舉例觀測器的綜合性原那么(nàme)：把觀測