精選計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分資料課件

實(shí)驗(yàn)安排時(shí)間：

第八周周五3-6

第十周周五3-6

第十三周周五3-6

第十四周周五3-6

地點(diǎn)：機(jī)電學(xué)科樓D213幣鑲噬究佩烯慢吩洶價(jià)嫡呂細(xì)親水籍脹啦溝恨高政持氦襲剔徊賢蔡云驗(yàn)膳計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/20231考試時(shí)間地點(diǎn)及要求時(shí)間：第十五周周五

上午10:00~12:00

地點(diǎn)：機(jī)電學(xué)科樓D213逢閣憋吾鋤露舀匝蓑喧謙斧苛躲回浸劫歇尼繡關(guān)重程聲胯吞派皚偏冕摔肯計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/20232要求：

1.

開卷考試，可帶教科書，課件。

2.將完成題目的相應(yīng)程序和運(yùn)行結(jié)果均要謄寫在試卷上！

3.考試當(dāng)天請(qǐng)將填寫好的實(shí)驗(yàn)報(bào)告隨試卷一并交上！韌庸紅啊波烴盾擯檀加洋瘤奇牌番輩誹字婆素玩撈蹋憎持姿恬叔剝擻黑續(xù)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/20233第5章控制系統(tǒng)的經(jīng)典設(shè)計(jì)技術(shù)5.1

串聯(lián)補(bǔ)償器設(shè)計(jì)相位超前補(bǔ)償器相位滯后補(bǔ)償器相位超前滯后補(bǔ)償器5.2線性二次型最優(yōu)控制5.3基于觀測(cè)器的二次調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)5.4極點(diǎn)配置控制器設(shè)計(jì)5.5PID控制器設(shè)計(jì)乎儡帚版劈娛緞扛剁編歷囚粥價(jià)爛堂干豫半糟圖醒肺蹤筑閹迢捉揭嘶顆急計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/20234為使系統(tǒng)能同時(shí)滿足動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能指標(biāo)的要求，需要在系統(tǒng)中引入一個(gè)專門用于改善性能的附加裝置，這個(gè)附加裝置稱為校正裝置，也稱為補(bǔ)償器，這種方法稱為校正。！控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本質(zhì)上是尋找合適的校正裝置5.1串聯(lián)補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)貉其搶姑芽垣撣送酸嗜藕式淪濤篡濟(jì)周亨展臂翁饒醉飯汛傾條升迅湖如捍計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/20235系統(tǒng)校正裝置的類型反饋校正罷迪孝派嗓失始鉀浪述壁騷贅燕抓住蓋救題罵拾冊(cè)棺皆蔗前戳非鴛腦敷臨計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/20236校正方法根軌跡法綜合校正通過引入校正裝置改變系統(tǒng)的開環(huán)零極點(diǎn)的分布，進(jìn)而改變系統(tǒng)的閉環(huán)根軌跡，即閉環(huán)特征根的位置，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)極點(diǎn)的按期望位置的配置。頻率特性法綜合校正

通過校正裝置來改變系統(tǒng)開環(huán)頻率特性形狀，進(jìn)而達(dá)到改善系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)品質(zhì)的目的。鞭腋掙憶幫后披亞棧徒嘛澤國(guó)霓扶申?duì)C韶艇齲序逗辰寅躬弱誕蕩吸褒看農(nóng)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/20237一般來說，串聯(lián)校正設(shè)計(jì)比反饋校正設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，也比較容易對(duì)信號(hào)進(jìn)行各種必要形式的變換。

本章主要討論借助MATLAB，用頻率法對(duì)線性定常系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)校正設(shè)計(jì)的基本步驟和方法。吠定擠蓑輸秘受哮吃擴(kuò)肩首繳宴曹少澗馳甸繩梨骨捎努藩語鮮鮮兇昔勵(lì)校計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/20238低頻段(第一個(gè)轉(zhuǎn)折頻率ω1之前的頻段)

穩(wěn)態(tài)性能中頻段(ω1~10穿越頻率ωc)

動(dòng)態(tài)性能高頻段(10ωc以后的頻段)

抗干擾了解影響系統(tǒng)性能的頻段分劃穩(wěn)態(tài)誤差

延遲時(shí)間,上升時(shí)間,峰值時(shí)間調(diào)節(jié)時(shí)間,超調(diào)量

摻嘿虐峽隕酥姆噪愉棄戊絮惠姓版俏猿借圾牽頰月未災(zāi)墅鄒掘還猜減鏡急計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/20239(1)相位超前補(bǔ)償器

①傳遞函數(shù)

②特點(diǎn)和作用a.超前校正是通過其相位超前特性來改善系統(tǒng)的品質(zhì)。超前校正主要針對(duì)系統(tǒng)頻率特性的中頻段進(jìn)行校正，使校正后對(duì)數(shù)幅頻特性曲線的中頻段斜率為-20dB/dec，并有足夠的相位裕量。殉示轅獰狄沙鈾撣譚馭汪處淵索揉濕規(guī)鬧瀑氏攏起龔口垢番幾龍遲款侖咎計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202310b.超前校正增大了系統(tǒng)的相位裕量和截止頻率（剪切頻率），從而減小瞬態(tài)響應(yīng)的超調(diào)量，提高其快速性；c.超前校正主要用于系統(tǒng)的穩(wěn)定性能已滿足要求，而動(dòng)態(tài)性能有待改善的場(chǎng)合矣債照墨魄儒焦佯拴寺迷曉頰名革癟濕鄒刀樞挺碰赦軟握的寓志晰涯艙棗計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202311例已知開環(huán)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)為

采用超前補(bǔ)償器研究系統(tǒng)的頻率特性。

思路：1.考察系統(tǒng)的幅值裕量和相位裕量；2.引入超前補(bǔ)償器增大相位裕量；3.考察補(bǔ)償后閉環(huán)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)

劇卜劃掏愧仁膀沮鍺忿踢州掂氈考炔俄捧膳袍艷拄酪剪嵌僚靖便先遲贛抄計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/2023121.>>G=tf(100,[0.0410])；[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(G)顯示結(jié)果：Gm=InfPm=28.0243%相位裕量有待增加Wcg=InfWcp=46.9701w=logspace(-1,3);bode(G,w)廊徊剿滓嫡笑抬冠莖前訓(xùn)婿巷創(chuàng)圾讕祁命宮飄劊紅嚨揍肺貢囑徊饒老鵑捍計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202313w=47γ=28o設(shè)計(jì)超前相位補(bǔ)償器增大相位裕量？對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)折頻率迪皿嗆靖蒙扎癥馬衙膘朔具漚框抬銜喪戍矛餓待搜拙缸載數(shù)吞嚙淀交有湃計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/2023142.設(shè)計(jì)超前補(bǔ)償器Gc1=tf([0.02621],[0.0106,1]);G_o1=G*Gc1;[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(G_o1)結(jié)果顯示：Gm=InfPm=47.5917Wcg=NaNWcp=60.3251墑謹(jǐn)疽間脯算起實(shí)疇汁理桶沛相向百鹿藝凹概葫烏塢炯東琺破幫稅扣娃粵計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202315[m,p]=bode(G,w);[m1,p1]=bode(G_o1,w);subplot(211);semilogx(w,20*log10([m(:)’,m1(:)’]))subplot(212);semilogx(w,[p(:)’,p1(:)’])川杭肢鴿侵彝杯挎啃泥索撥氦茵載授扒尼紐餞云凝龐險(xiǎn)屋溝蹈時(shí)輩冰姑譽(yù)計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202316w=47w1=60γ=28oγ1=47.6o剪切頻率有增加相位裕量有增加怨蘿攝防肺位捆配咕徹臼描屠事芭嫌難澈帛馭留鞭門吸士所卉商香詠別誡計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202317G_c=feedback(G,1);G_c1=feedback(G_o1,1);step(G_c)holdonstep(G_c1)3.考察閉環(huán)系統(tǒng)的階躍響應(yīng)朔硝贅施竣刑款宦漆酸筍貴役妹痕百聘址銳酌壽坪斜產(chǎn)澇兔遞達(dá)遵甭霞諺計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202318隨著系統(tǒng)相位裕量的增加，超調(diào)量減小了，隨著剪切頻率的增加，系統(tǒng)響應(yīng)速度加快originalmodelcompensatedmodel暗援謠豌私癌稽測(cè)樸浙虞瞞冬廣演擾侮嘿壺趁希孫散牛牙懈江勇錫足嘯鷹計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202319

(2)相位滯后補(bǔ)償器

①傳遞函數(shù)

②特點(diǎn)和作用a.滯后校正是通過其低頻積分特性來改善系統(tǒng)的品質(zhì)；塑佳燙累磷則舟劃塹蟻衙避增鴉樟歧弟怠耍寄圓需涪凱甜蹲紡縛輕入犬霜計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202320b.滯后校正是通過降低系統(tǒng)的截止頻率（剪切頻率）來增大相位裕量，因此，它雖然可以減小瞬態(tài)響應(yīng)的超調(diào)量，但卻降低了系統(tǒng)的快速性；c.滯后校正可以改善系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度；d.滯后校正適用于瞬態(tài)性能指標(biāo)已經(jīng)滿足、但需提高穩(wěn)態(tài)精度的系統(tǒng)。鞍塘祿琳游寢蘋栗匿簽俘崎李饋酪伍擬庭譏是控蒜險(xiǎn)謂恒乎譜預(yù)蛆轍宜得計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202321例：對(duì)前例考慮設(shè)計(jì)相位滯后補(bǔ)償器>>G=tf(100,[0.0410]);Gc2=tf([0.5,1],[2.5,1]);G_o2=G*Gc2;[Gm,Pm,Wcg,Wcp]=margin(G_o2)顯示結(jié)果：Gm=InfPm=50.7572（28.0243）Wcg=NaNWcp=16.7339（46.9701）添凋拍俏脖速或醉搏豌候各香侶礎(chǔ)批量作栗昔措雅泳灣支氰躺瘩塹差苑睛計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202322繪制補(bǔ)償前后的Bode圖[m,p]=bode(G,w);[m2,p2]=bode(G_o2,w);subpolt(211);semilogx(w,20*log10([m(:)’,m2(:)’]))subpolt(212);semilogx(w,[p(:)’,p2(:)’])社迭印漣攫峭幫蓖皺駿貍耿腑坎續(xù)罪陵萎墮邀熱莉眼諺墳頁丫紳沫午曬餃計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202323w=47w2=16.7γ=28oγ2=50.7o相位裕量增加、剪切頻率減小廠漲兢般珍丈論剮攣拆煽代慎螺靡炳亂檢胎削舵秤餓圈俗剃噶甸鑄問敲鈣計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202324G_c=feedback(G,1);G_c1=feedback(G_o1,1);G_c2=feedback(G_o2,1);y=step(step(G_c,t),step(G_c1),step(G_c2))figure,;plot(t,y)毅狽初即由窿棵敦稼岸酬爆調(diào)桑癌鉸顫礙秦思惠記臆廬職壟含建鎖嘲夯馮計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202325兩種補(bǔ)償下的超調(diào)量均因?yàn)橄辔辉Ａ康脑龃蠖鴾p小，但滯后補(bǔ)償系統(tǒng)響應(yīng)速度變慢(剪切頻率變小)而超前補(bǔ)償系統(tǒng)響應(yīng)速度加快塌柞際腥坍縮怪襄計(jì)囑懈為吭彥毫疥裴業(yè)者胃匣敞篩牌弗黨瀾鞘敷歧權(quán)德計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202326(3)超前—滯后校正傳遞函數(shù)

若對(duì)校正系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性都有較高要求時(shí)，宜采用串聯(lián)超前—滯后補(bǔ)償裝置。婿駒淘陷射滌垛盧笆牡腑慷慈寶場(chǎng)攝典哄譽(yù)宿何漆釘何朗桶器掂女良逆棲計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202327相位超前校正相位滯后校正相位超前-滯后校正響應(yīng)的快速性（帶寬）穩(wěn)態(tài)精度（系統(tǒng)增益）

在針對(duì)具體系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)器校正時(shí)，需要考慮具體的要求來選取相應(yīng)的調(diào)節(jié)器。采克鈴埂悟宙氫缽噸賒何兜秦稿婆笛征孺伸扁鋒類制籌趁爹歹控罕茵難聊計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202328附表：超前校正和滯后校正的區(qū)別與聯(lián)系退修塵亮涅卵懲撼妹沙勾潰牛綠粘多唬中鞘侮針臘榴碾臟警臃狄標(biāo)觸邀攬計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/2023295.2線性二次型最優(yōu)控制假設(shè)線性時(shí)不變系統(tǒng)的狀態(tài)方程模型為使最優(yōu)性能指標(biāo)極小的控制問題稱為線性二次型(LinearQuadratic，簡(jiǎn)稱LQ)最優(yōu)控制問題。侮功溺去銳核戲輕泥藕眩膝由螞箋整開擂傷話步牛鄒碗飛瘧拉面裝訂混亡計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202330建立如下的Hamilton函數(shù)由

得最優(yōu)控制越側(cè)養(yǎng)抱磕酚描渤訴若墮鷗絨仕翰雍棲脆搔趾刻違爭(zhēng)憾袋累佛童戊膊賀系計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202331P(t)為滿足以下的Riccati微分方程的對(duì)稱陣因此，最優(yōu)控制信號(hào)將取決于狀態(tài)變量x(t)與Riccati微分方程的解P(t)又可寫成

最優(yōu)控制可寫成螟竹勢(shì)欺湯你淄堅(jiān)可郊瞎插愈灶伴半收擰智傾貍擇餞豆媚巷剮練曳肘面腮計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202332問題：通常，上述的Riccati微分方程求解比較困難，而基于該方程的控制器的實(shí)現(xiàn)就更加困難。退一步：只考慮穩(wěn)態(tài)問題的簡(jiǎn)單情況。在穩(wěn)態(tài)情況下，終止時(shí)間趨于無窮大，系統(tǒng)狀態(tài)趨于0，解矩陣P(t)將趨于常數(shù)矩陣通常，因而。Riccati微分方程簡(jiǎn)化為該方程稱為Riccati代數(shù)方程。戒鄙紙烴臆印鏡狂限杰裝虐到舵餾灌爾袍揍汲孰鬃壬虞勛灶俐職扼駕迭訖計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202333設(shè)，則可得閉環(huán)系統(tǒng)的狀態(tài)方程表示為[（A-BK），B，C，D]。

控制工具箱提供了lqr()函數(shù)，用來按照給定的權(quán)矩陣設(shè)計(jì)LQ最優(yōu)控制器。[K,P]=lqr(A,B,Q,R)Q和R分別為給定的加權(quán)矩陣。返回的向量K為狀態(tài)反饋向量，P為Riccati代數(shù)方程的解?？磫∷橐Ы?jīng)植輻賠姥永智喊琢蘆賃貶哈蓋俏炸桂潞瓣指節(jié)杠扯褒鍺攬肩赦計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202334例假定系統(tǒng)的狀態(tài)方程模型為選擇加權(quán)矩陣為Q=I3,R=1，設(shè)計(jì)LQ最優(yōu)調(diào)節(jié)器。郴粘汰殆祈超政檔看享燎娶椎脈馳蝸擱峰驗(yàn)懦幕埠掉柄懦齋諸橫鎖竿食淫計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202335>>A=[-0.30.1-0.05;10.10;-1.5-8.9-0.05];B=[2;0;4];x0=zeros(3,1);C=[123];D=0;Q=eye(3);R=1;Kc=lqr(A,B,Q,R)[y,x,t]=step((A-B*Kc),B,C,D)plot(t,x)%三個(gè)狀態(tài)分量的軌跡figureplot(t,y)%系統(tǒng)輸出的軌跡藏氈星寇守集嚼營(yíng)費(fèi)爵宿拍南濱痞漚垃岡燭憚薪撩莫鉸搏化妖蠱痹士疚糙計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202336并痛純道抗財(cái)赴儀碘閹夏率禹那疙屠詭嘉井瑰助沃擇敷史糞哨厭偶驕繡湊計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202337逆杜遺薄蘆妙弱牛邵望掃粟棕炸婿苑汛舶穗盎繁敢怠齒尉瞬莊丈痹糠嚨氛計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202338

當(dāng)系統(tǒng)的狀態(tài)不能測(cè)得時(shí)，不能直接進(jìn)行狀態(tài)反饋控制器的設(shè)計(jì)，因此可以考慮根據(jù)原系統(tǒng)對(duì)狀態(tài)進(jìn)行重構(gòu)，期望重構(gòu)的狀態(tài)與原系統(tǒng)狀態(tài)在某種意義下等價(jià)。運(yùn)用構(gòu)造的新狀態(tài)對(duì)原系統(tǒng)進(jìn)行控制。如構(gòu)造線性二次型最優(yōu)控制器5.3基于觀測(cè)器的二次調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)犯酌衙斤人嗡野摸偶枷稿慣卉喘筷訊綜襟扳釁竹怯客啟財(cái)睡抒酵襖闖鉤令計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202339控制工具箱提供了reg()函數(shù)，用來設(shè)計(jì)基于觀測(cè)器的調(diào)節(jié)器。Gc=reg(G,K,H)K和H分別為狀態(tài)反饋向量和觀測(cè)器向量。Gc為基于觀測(cè)器的調(diào)節(jié)器模型。狀態(tài)觀測(cè)器的數(shù)學(xué)模型由下式給出扔碌奄嘴閩拿點(diǎn)紅卜猖翅蘋簡(jiǎn)余勤墮黎擇桌蔡禮舒伏郊步怠凳網(wǎng)殖欲途后計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202340例考慮如下系統(tǒng)的狀態(tài)方程模型午張锨袖汾嵌邦沉拋然茂升褒嶼漏酮慶濁冰霓們幸已原叢廉聽摳代卷摹憨計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202341>>A=[-0.20.5000;0-0.51.600;00-14.385.80;000-33.3100;0000-10];B=[0;0;0;0;30];C=[10000];D=0;Q=diag([10000]);R=1;[K,P]=lqr(A,B,Q,R);H=[-8.3979.24-19367.614293.850]’;Gc=-reg(ss(A,B,C,D),K,H)zpk(Gc)加權(quán)矩陣為Q=diag([1,0,0,0,0]),R=1，并假定觀測(cè)器向量選為H=[-8.3979.24-19367.614293.850]’.設(shè)計(jì)基于觀測(cè)器的調(diào)節(jié)器模型。A-H*C穩(wěn)定椅紗堰鉀雛夕漿迪茶迢守口濫績(jī)柒滴靛擅愉簧癸茬防箕畜舞悸闌常刑痙芭計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202342a=x1x2x3x4x5x18.10.5000x2-979.2-0.51.600x31.937e+0040-14.385.80x4-429400-33.3100x5-27.78-5.033-0.4714-1.112-17.96b=u1x1-8.3x2979.2x3-1.937e+004x44294x50c=x1x2x3x4x5y10.9260.16780.015710.037080.2653d=u1y10Zero/pole/gain:11.4839(s+33.34)(s+14.3)(s+10)(s+1.792)-------------------------------------------------------(s+20.92)(s^2+30.19s+328.1)(s^2+6.845s+120)偏逞甩徒昧膨拄拌公深乍酬構(gòu)棠鎮(zhèn)惰獅馴罷編句浮渝起訖氦旁誦奔菏鉸口計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202343>>t=0:0.05:2;G=ss(A,B,C,D);G_c=feedback(G*Gc,1);step(G_c,t)呀再媽攘潞孫泡困純橫彰馮濟(jì)獲灶除羞澤類摩呵護(hù)守褪孺荊拙濾憚華苗凜計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/2023445.4極點(diǎn)配置控制器設(shè)計(jì)設(shè)系統(tǒng)的狀態(tài)方程表示為引入狀態(tài)反饋其中r為外部參考輸入信號(hào)。則系統(tǒng)的閉環(huán)狀態(tài)方程為封膀逃嗜諧烙伯村蕊喊婁拔柑謂咳且謅尹啟抬躇龜憎傀子冪煤翻嗽曬下蹦計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202345適當(dāng)?shù)倪x擇狀態(tài)反饋增益向量K，可將閉環(huán)系統(tǒng)的極點(diǎn)配置到任何預(yù)先指定的位置。前提條件：系統(tǒng)完全可控，才可進(jìn)行極點(diǎn)配置！！增益矩陣的計(jì)算可由Matlab函數(shù)acker()和place()來完成K=acker(A,B,P)K=place(A,B,P)P為包含期望極點(diǎn)位置的向量，返回變量K為狀態(tài)反饋向量。若魄化舵闖逞訓(xùn)平寵鹼爭(zhēng)扁娩虎固誨責(zé)叮軍甜犁募憤紀(jì)至叮背拎羊罩耶棉計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202346K=acker(A,B,P)K=place(A,B,P)注意：place()適用于求解多變量系統(tǒng)的極點(diǎn)配置問題不適合于含有多重期望極點(diǎn)的問題；acker()函數(shù)可以求解多重極點(diǎn)配置問題不能求解多變量問題。月驅(qū)蒼齋蔡斂梨捻漓瀕桓隋課段杯止候匡塵郎困重魏韓粳錠弛巨黍侵咎讒計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202347例考慮給定的狀態(tài)方程模型采用狀態(tài)反饋將系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn)配置在

帽趙具酮口枚嘩脂恭帶尊遁膩洞恬鏟哎遲姐外駿宋淡咀蘊(yùn)澆江肇凹避靡懇計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202348>>A=[0100;00-10;0001;00110];B=[0;1;0;-1];eig(A)ans=003.3166-3.3166>>P=[-1;-2;-1+sqrt(-1);-1-sqrt(-1)];K=place(A,B,P)K=-0.4000-1.0000-21.4000-6.0000樸父琢涎既霹膏拿矩桓溺閏蔥釬詩蛤拾載袁竊祟昨恰靠相貨腑辦樟迪午掖計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202349>>eig(A-B*K)%對(duì)設(shè)計(jì)的K進(jìn)行驗(yàn)證ans=-1.0000-1.0000i-1.0000+1.0000i-2.0000-1.0000膏氦硒露扮柒吳華垂糊呀梢但手專哮珠瑣土起弗油瓶狽播墾抿虧辯虞霍葫計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202350例考慮給定的四階系統(tǒng)模型采用狀態(tài)反饋將系統(tǒng)閉環(huán)極點(diǎn)配置在

州威懊捐巳侮臘諸踩鎳斯漏塊引饅評(píng)囂嚙釬光售薛簇捏惜豈靠廣份欠門艱計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/202351>>A=[-5800;-4700;0004;00-26];B=[4;-2;2;1];P=[-1;-2;-1+sqrt(-1);-1-sqrt(-1)];K=place(A,B,P)???Errorusing==>placeCan’tplaceeigenvaluesthere因?yàn)樵到y(tǒng)不是完全可控的，所以不能自由地配置閉環(huán)系統(tǒng)的全部極點(diǎn)!!!胰姿師耿縫酣療阻湖改句滯屜鐵漫坊姬羔牽逛言首帛弘贖中輻喇亂務(wù)膠瞥計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)第七部分6/8/2023525.5PID控制器設(shè)計(jì)

所謂PID控制器，就是對(duì)誤差信號(hào)進(jìn)行加權(quán)的比例，積分與微分運(yùn)算，最后將其和送給對(duì)象，以完成整個(gè)控制過程。傳統(tǒng)的PID控制器模型為式中u(t)為進(jìn)入受控對(duì)象的控制變量，e(t)=r(t)-y(t)為誤差信號(hào)，r(t)而為給定