- 1、本文档共129页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
* * 由于它的两个特征根都是-3,故 因此状态观测器应为 利用Z(t)代替X(t),得到最优调节作用为 闭环调节系统的状态方程为 * * 对象的方框图4-16可化为4-17所示的形式。带有观测器的闭环调节系统的方框图如图4-18所示。 说明:在观测器中,G的选择不是唯一的。观测器极点是闭环系统极点的一部分,常常通过选择G,使观测器有满意的极点配置,从而使闭环系统也有满意的动态特性。 * * * * 增广系统(4.7.5)的最优控制问题 由于系统(4.7.1)是完全可控的,所以增广系统(4.7.5)也是完全可控的。又考虑到Q、S和R都是对称正定阵,所以 和R也是对称正定阵,根据定理4.3.1可知,对于增广系统(4.7.5)来说,使性能指标(4.7.6)达到最小值的最优调节作用是 * * 其中 是黎卡提代数方程 的对称正定解。上式的分块形式为 * * 考虑到 为对称矩阵,则由上式可得: 由上式可得 。若令 则最优调节作用为: (4.7.7) * * 其方框图如图4-9所示。 * * 在最优调节(4.7.7)的作用下,闭环系统是渐进稳定的,即 利用式(4.7.1),可得 将上式代入式(4.7.7)中,得 (4.7.8) * * 若令 则有 将上式两边积分,得 上式即为调节对象(4.7.1)对于性能指标(4.7.2)的最优调节作用。在此最优调节作用下,由式(4.7.8)可知,其闭环系统是稳定的,且无静态偏差。调节作用U*(t)稳定在一W(t)上,可以完全克服阶跃干扰的影响,其方框图如图4-10所示。 (4.7.9) * * 由式(4.7.9)可见,最优调节作用是状态X(t)的比例-积分的反馈形式,这一点与在经典自动调节理论中,常常采用比例-积分反馈来克服外界阶跃干扰作用是一致的。 * * 例4.7.1 已知调节对象的状态方程和输出方程为 其中u(t)为控制变量,w(t)为外界阶跃干扰。性能指标为 要求确定u*(t),使性能指标J达到最小值。 * * 解:这是一个具有阶跃干扰的输出调节器问题。由题设知: 容易验证调节对象(A,B,C)是完全可控和完全可观测的。即 令 * * 则有 增广系统的状态变量为 增广系统的状态方程和输出方程为 其中 * * 由于系统(A,B)是完全可控的,所以增广系统 也是完全可控的。这使性能指标可转化为 其中 由于 * * 而 所以 也是完全可观测的,于是系统的最优调节作用为 * * 其中P是黎卡提代数方程 的对称正定解,将具体数据代入上式,得 * * 考虑到矩阵P是对称的,上式化简整理得到下列方程组 * * 求解上列方程组得 所以增广系统的最优调节作用为 * * 由此得 由于 所以 将上式两边积分,得最优调节作用为 它的闭环系统的方框图如4-11所示。图4-11又可化为图4-12。 * * * * 由图4-12可见,最终得到的最优调节作用为输出变量y(t)的比例、积分和微分反馈的形式。 * * §4.8 带有观测器的最优调节器问题 如何获得系统状态变量的信息 利用卡尔曼滤波来估计状态; 建立状态观测器。 通过构造一个观测器,利用系统的输入变量V(t)和输出变量Y(t)的信息来估计状态变量X(t)。然后再利用状态变量的估计值Z(t)进行反馈,实现最优调节。如图4-13所示。 * * 构造状态观测器 构造一个状态观测器,就是要建立一个渐近稳定的动态系统,使得该系统的状态变量Z(t)能够趋近于原系统的状态变量X(t),而它的输入信号是原系统的输入变量V(t)和输出变量Y(t)。 设系统的状态方程和输出方程为: 其中(A,C)是完全可观测的。对于系统(4.8.1)构造如下的系统: 其中G是n?l矩阵,它使得系统(4.8.2)是渐近稳定的。也就是使得(A+GC)的特征根的实部均为负的。下面来证明当t??时,Z(t) ? X(t),即 (4.8.1) (4.8.2) * * 用(4.8.1)的第一式减去式(4.8.2),得
您可能关注的文档
最近下载
- 2023届高考数学一轮复习专题:三角函数有关w的值及w取值范围的求法题型总结.docx
- 2024新湘艺版音乐七年级上册第二单元 汉族民歌 课件.pptx
- 教师资格证小学科目二默写本《教育知识与能力》.pdf VIP
- 江苏省淮安市淮安区2022-2023学年统考八年级上学期期中数学试卷 .docx
- GB-T17167-1997企业能源计量器具配备和管理导则.pdf
- 【优质】某地区一级水电站建设项目可行性研究报告-优秀甲级资质可研报告180页.doc
- 灶具成品检测标准.pdf
- 腹股沟疝(共27张PPT).pptx
- 部编版小学语文五年级上册第四单元整体解读与教学建议.doc
- 幼儿园 中班数学《10以内的倒数》.ppt VIP
文档评论(0)