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控制器设计方法 教学大纲： (1) 模型参数已知时线性确定性被控对象控制器设计方法 极点配置控制器、基于极点配置的 PID 控制器、 模型跟随控制器 (2) 模型参数已知时线性随机被控对象控制器设计方法 最小方差控制/调节器、广义最小方差控制器、广义预测控制器、 多变量广义最小方差解耦控制器 (3) 模型参数未知时自适应控制器设计方法 自校正控制/调节器及在车辆悬架系统中的应用、 模型参考自适应控制及在船舶自动驾驶仪中的应用 参考书： [1] 柴天佑，岳恒，自适应控制理论及应用, 清华大学出版社, 2015 [2] 舒迪前，饶立昌，柴天佑，自适应控制，东北大学出版社，1993 [3] G. C. Goodwin, 孙贵生， 自适应滤波、预测与控制，科学出版社 [4] Karl J. Astrom, Bjorn Wittenmark，自适应控制，科学出版社 1. 模型参数已知时线性确定性被控对象控制器设计方法 1.1 极点配置控制器 1.1.1 控制问题描述 设被控对象的数学模型为 A(z 1)y (k ) B (z 1)u (k ) (1.1.1) 式中，y (k ) 和u(k ) 分别为 k 时刻被控对象的输出和输入量，z 1 为单位后移算子，A(z 1) 和 B (z 1 ) 分别为关于z 1 的nA 和nB 阶多项式，可以表示为 1 1 n A(z ) 1a z an z A (1.1.2) 1 A 1 1 i n B (z ) b z b z b z B (1.1.3) 1 i n B 如果被控对象的时延为d ，将b ( i 1, 2,,d 1)置为零即可。假设 A(z 1 ) 与B (z 1 ) 互质，即 i 两者无公因子。 控制的目标：将闭环系统的极点配置到理想位置，并要求闭环传递函数的稳态增益为 1， 消除输出y (k ) 与参考输入w(k ) 之间的稳态误差。令T (z 1) 是首 1 的稳定多项式，其零点是理 想的闭环系统极点。 1.1.2 极点配置控制器设计 采用具有下面结构的极点配置控制器方程 H (z 1 )u (k ) E (z 1 )w(k ) G (z 1 )y (k ) (1.1.4) 式中，H (z 1) ，G(z 1) ，E (z 1) 为z 1 多项式，其阶次和系数待定，控制器的结构图如图 1.1.1 所示。 参考输入 1 控制器输出 B 被控对象输出 E w(k ) H u(k ) A y (k )