2025年利用MATLAB实现极点配置、设计状态观测器（现代控制）.pdfVIP

英雄者，胸怀大志，腹有良策，有包藏宇宙之机，吞吐天地之志者也。——《三国演义》

利用MATLAB实现极点配置、设计状态观测器（现代控制）

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实验报告

实验名称利用MATLAB实现极点配置、设计状态观测器

系专业自动化班姓名学号授课老师预定时间

实验时间

实验台号

一、目的要求

1、掌握状态反馈和输出反馈的概念及性质。

2、掌握利用状态反馈进行极点配置的方法。学会用MATLAB求

解状态反馈矩阵。

3、掌握状态观测器的设计方法。学会用MATLAB设计状态观测

器。

4、熟悉分离定理，学会设计带有状态观测器的状态反馈系统。

二、原理简述

1、状态反馈和输出反馈

设线性定常系统的状态空间表达式为

Cx

yBuAxx=+=

如果采用状态反馈控制规律u=r-Kx，其中r是参考输入，则状

态反馈闭环系统的传递函数为：

BBKAsI

CGk1)]([=

2、极点配置

如果SISO线性定常系统完全能控，则可通过适当的状态反馈,将

闭环系统极点配置到任意期望的位置。

MATLAB提供的函数acker()是用Ackermann公式求解状态反馈

阵K。该函数的调用格式为

K=acker(A,B,P)

以铜为镜，可以正衣冠；以古为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。——《旧唐书·魏征列传》

其中A和B分别为系统矩阵和输入矩阵。P是期望极点构成的向

量。

MATLAB提供的函数place()也可求出状态反馈阵K。该函数的

调用格式为K=place(A,B,P)

函数place()还适用于多变量系统极点配置，但不适用含有多重期

望极点的问题。函数acker()不适用于多变量系统极点配置问题，但适

用于含有多重期望极点问题。

三、仪器设备

PC计算机，MATLAB软件

老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志。——唐·王勃

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乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

天将降大任于斯人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤，空乏其身，行拂乱其所为。——《孟子》

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志不强者智不达，言不信者行不果。——墨翟

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不飞则已，一飞冲天；不鸣则已，一鸣惊人。——《韩非子》

乐民之乐者，民亦乐其乐；忧民之忧者，民亦忧其忧。——《孟子》

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非淡泊无以明志，非宁静无以致远。——诸葛亮

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