状态反馈控制器设计 PPT
《反馈控制原理》课件
系统复杂性与可维护性
总结词
随着反馈控制系统变得越来越复杂，系统的可维护性和可靠性成为亟待解决的问题。
详细描述
随着系统规模的扩大和组件的增多，反馈控制系统的复杂性也随之增加，这给系统的维护和故障排查 带来了挑战。为了提高系统的可靠性和稳定性，需要加强系统的可维护性和故障预防措施，同时优化 系统架构和组件之间的交互方式。
STEP 02
STEP 01
稳定性的分类
稳定性的定义
如果一个系统受到扰动后 能够回到原来的平衡状态 ，则称该系统是稳定的。
STEP 03
稳定性判据
常用的稳定性判据有劳斯 判据、赫尔维茨判据和奈 奎斯特判据等。
根据系统响应的不同，稳 定性可以分为线性稳定性 和非线性稳定性。
动态响应分析
动态响应的定义
系统在输入信号的作用下，从初始状态变化到最终状 态的过程称为动态响应。
动态响应的分类
根据系统响应的快慢，动态响应可以分为瞬态响应和 稳态响应。
动态响应的性能指标
常用的性能指标有超调量、调节时间和稳态误差等。
误差分析
01
02
03
误差的定义
实际输出与期望输出之间 的差值称为误差。
误差的分类
根据误差的性质，误差可 以分为随机误差和系统误 差。
反馈控制概念
反馈控制原理的核心在于通过不断获取系统的状态信息，与期望状态进行比较，并采取 相应的调整措施，以实现系统的稳定和性能优化。
反馈控制的重要性
提高系统稳定性
通过反馈控制，系统能够 及时发现并纠正偏差，提 高系统的稳定性和可靠性 。
优化系统性能
通过反馈控制，系统能够 不断调整自身状态，以适 应外部环境变化，提高系 统性能和效率。
自动控制原理线性定常系统的反馈结构及状态观测器教学PPT
状态反馈在形成最优控制、克服和抑制扰动作用、实现系统解耦 控制等方面具有很多的应用。
１、极点可配置的条件 １）利用状态反馈的极点可配置条件
定理5：用状态反馈任意配置闭环极点的充要条件：受控系统可控 证明： （1）充分性
u v Kx
通过反馈构成的闭环系统
x (A- BK)x Bv
是渐近稳定的，即（A-BK）的特征值均有负实部，则称系统 实现了状态反馈镇定。
定理4：当且仅当线性定常系统的不可控部分渐近稳定时，系统 是状态可镇定的。
定理4：当且仅当线性定常系统的不可控部分渐近稳定时，系统 是状态可镇定的。
证明：由于系统 {A, B} 不完全可控，则有可控性结构分解
vu
B
_
xI x S
A
F
y
C
x (A- BK)x Bv
如果 FC K 输出反馈等价于状态反馈
2、反馈结构对系统性能的影响
x (A- BK)x Bv
x (A- HC)x Bu
x (A- BFC)x Bv
状态反馈、输出反馈都会改变系统的系数矩阵，会影响系统的可 控性、可观测性、稳定性、响应特性等。
0 0 1 P 0 1 12
1 18 144
0 1 0 0
x 0 0
1
x
0u
0 72 18 1
0 0 0 1
x 1 6
0
x
0u
0 1 -12 0
系统的特征多项式 det[sI A] s3 18s2 72 s
希望特征多项式 a *(s) (s 1)(s 2 )(s 3 ) s3 4s2 6s 4
状态反馈控制器设计
第五章 状态反馈控制器的设计题目：系统结构图如下图所示：要求：闭环系统的输出超调量σ≤5%，峰值时间t p ≤0.5s 。
分别求出开环、PID 闭环、状态反馈闭环、PID/状态反馈闭环的单位阶跃响应，并分析相应曲线得出结论。
1．开环系统单位阶跃响应图 1 开环系统仿真模型0.0.0.0.1.1.仿真时间（s ）阶跃响应图2 开环系统单位阶跃响应分析：由图中的响应曲线可知开环系统不稳定，通过开环传递函数G K （s ）=3211872s s s++也可以判断出开环系统不稳定。
2．闭环传递函数及其单位阶跃响应（1）闭环传递函数G B (s)=32118721s s s +++，特征根分别为λ1=-12.0138，λ2=-5.9722，λ3=-0.0139。
（2）闭环传递函数仿真模型及其单位阶跃响应曲线见图3、图4。
图3 闭环传递函数仿真模型图4 闭环传递函数单位阶跃响应分析：响应曲线表明，系统是稳定的，但是系统的响应时间太长，远达不到要求。
3．加入PID控制器，并进行参数整定后的单位阶跃响应图 5 PID控制仿真模型其中参数设置为：K p =256.8 ，K i =0.2，K d=23.2。
图6 PID 闭环控制输出波形图分析：通过Workspace 数据查询可知峰值时间tp=0.98686s ，最大输出值为1.0485，所以超调量为4.85%，满足要求，峰值时间达不到要求。
4．加入状态反馈控制器的单位阶跃响应图7 状态反馈控制仿真模型其中H1 到H3依次为10000、284.8、96.1。
0.0.0.0.1.-4t i m e(sec)O u t p u t图8 状态反馈控制单位阶跃响应分析：通过Workspace数据查询可知峰值时间tp=0.4492s，最大输出值为1.0449，所以超调量为4.49%，满足性能指标要求。
5．状态反馈/PID控制的单位阶跃响应图9 状态反馈/PID控制仿真模型其中PID参数设置为：K p =1.05 ，K i =0.01，K d=0；状态反馈控制H1 到H3依次为10000、284.8、96.1。
第十章输出反馈及状态反馈课件
✓由于输出反馈不改变系统的可控性， 因此闭环系统 H(A-BHC, B, C)的状态可观性等价于其对偶系统 (AT, CT, BT)的状态可控性;
➢又由对偶性原理有，系统 (AT, CT, BT)的状态可控性等 价于其对偶系统 (A, B, C)的状态可观性。
Ø 闭环系统的状态可控性和可观性
Ø 状态反馈镇定
口 由于线性定常离散系统状态空间模型以及可控性判据的类同 性，因此本节讨论的概念和方法也可推广到线性定常离散系 统的状态反馈和输出反馈系统的分析和设计问题。
10.1.1 状态反馈的描述式
口 对线性定常连续系统 (A, B, C)，若取系统的状态变量来构 成反馈，则所得到的闭环控制系统称为状态反馈系统。 Ø 状态反馈闭环系统的系统结构可如图10-1所示
✓将一个 MIMO 系统通过反馈控制实现一个输入只控 制一个输出的系统综合问题称为系统解耦(System decoupling)问题。
v 系统解耦对于高维复杂系统尤为重要。 ✓使系统的输出y(t) 无静差地跟踪一个外部信号y0(t)
作为性能指标，相应的综合问题称为跟踪(Tracking) 问题。
7
口 优化型性能指标一般定义为关于状态 x(t) 和输入 u(t) 的积分 型性能指标函数或关于末态 x(tf) 的末值型性能指标函数。 Ø 而综合的任务，就是要确定使性能指标函数取极值的控 制规律，即最优控制(Optimal control)问题。 Ø 相应地性能指标函数值则称为最优性能。
➢另一方面，从状态空间模型的输出方程可以看出， 输出 反馈可视为状态反馈的一个特例。
✓因此， 采用状态反馈应能达到更高的性能。
《反馈控制电路》课件
5. 实际搭建电路，测试性 能。
4. 仿真验证，调整参数。
3. 设计控制电路，确定反 馈环路。
01
03 02
实现方法与技巧
实现方法
模拟电路、数字电路、单片机控 制等。
模拟电路
简单、快速，适用于对精度要求不 高的场合。
数字电路
精度高、稳定性好，但实现复杂。
实现方法与技巧
• 单片机控制：集成度高、功能强大、易于编程。
THANKS
通过反馈控制，系统能够快速响应外部干 扰和变化，减小输出信号的误差，提高系 统的响应速度和准确性。
反馈控制电路是实现自动控制的关键技术 之一，广泛应用于各种工业自动化设备和 系统中。
反馈控制电路的应用领域
工业自动化
航空航天
反馈控制电路广泛应用于工业自动化 系统中，如电机控制、温度控制、压 力控制等。
《反馈控制电路》PPT课件
目录
• 反馈控制电路概述 • 反馈控制电路的组成与类型 • 反馈控制电路的设计与实现
目录
• 反馈控制电路的性能优化 • 反馈控制电路的发展趋势与展望
01
反馈控制电路概述
定义与工作原理
定义
反馈控制电路是一种通过检测输出信号并反馈到输入端，与原始输入信号进行 比较，根据比较结果调整输入信号，以实现电路性能优化的控制系统。
执行器
接收控制信号，驱动被控对象改变其状 态。
受控对象
被控制的对象或过程。
类型划分
负反馈控制电路
通过降低输出信号的幅度来减小误差， 提高控制精度。
比例控制电路
控制器输出的控制信号与输入的误差信 号成比例关系。
正反馈控制电路
通过增加输出信号的幅度来扩大误差， 可能导致系统失稳。
极点配置法设计状态反馈控制器——自动控制原理
这两个多项式的系数相等，可得出：
0 0
1
1
n n1
i中含F阵系数fij
当F阵为1 n时
n个方程可解n个系数 fi
(i 1,2,...,n)
设计算法--适用于用能控标准形表示的SI系统的算法
设系统期望的闭环极点为s1、s2、sn ,则其
闭环特征式为s s1 s s2 s s3 s sn
SI系统，所以设 F f1 f2 fn
ห้องสมุดไป่ตู้
设计算法--适用于用能控标准形表示的SI系统的算法
s
1
0
0
0
0
s
1
0
0
0
0
0
s
1
a0 f1 a1 f2 a2 f3 an2 fn1 an1 fn s
sn (an1 fn )sn1 a1 f2 s a0 f1
设计算法--适用于用能控标准形表示的SI系统的算法
解：
系统能控。
举例----求解过程
期望闭环系统特征多项式为：
设： F f1 f2
F 7 1
w
u+
x2 ∫
--
++ -5
x2 x1
∫ x1
-
F 7 1
1
+
2
+
y
-6 1
7
a0 f1 0 a1 f 2 1
an1 f n n1
f1 0 a0 f2 1 a1
fn n1 an1
举例
例8-21 设系统的状态空间描述为
试求：（1）求状态反馈矩阵F使闭环系统有期望 极点s1,2=-3±2j; (2)绘制带有状态反馈控制器的状态变量图
《反馈控制系统概念》课件
误差消除原理是指通过负反馈不断调整系统的输入信号，使得系统的输出逐渐接 近期望值。随着时间的推移，误差信号逐渐减小，直到达到可接受的范围或完全 消除。
系统稳定性原理
总结词
系统稳定性原理是反馈控制系统的重要特性，它确保系统在 受到干扰后能够恢复稳定状态。
详细描述
系统稳定性原理是指系统在受到外部干扰后，通过负反馈机 制调整系统的输入信号，使系统重新回到稳定状态。系统稳 定性是衡量反馈控制系统性能的重要指标之一。
自适应控制技术
总结词
自适应控制技术是未来反馈控制系统的重要发展方向 之一，它能够实现自适应调节、自适应优化，提高系 统的适应性和性能。
详细描述
自适应控制技术是指利用自适应算法和优化算法，使 控制系统能够根据工况和环境的变化，自动调整参数 和策略，实现最优的控制效果。通过自适应控制技术 ，反馈控制系统可以实现自适应调节、自适应优化等 功能，提高系统的适应性和性能。
特点
具有自动调节、快速响应、高精 度控制等优点，广泛应用于各种 工业控制和自动化领域。
反馈控制系统的基本组成
控制器
接收输入信号和反馈信号，根 据一定的控制算法输出控制信
号。
执行器
接收控制信号，驱动被控对象 进行动作。
传感器
检测被控对象的输出信号，转 化为反馈信号传输给控制器。
被控对象
受到执行器驱动和控制的对象 。
2023 WORK SUMMARY
THANKS
感谢观看
REPORTING
网络化控制技术
总结词
网络化控制技术是未来反馈控制系统的重要发展方向之 一，它能够实现远程控制、实时监测和数据共享，提高 系统的灵活性和可扩展性。
详细描述
加入状态反馈控制PPT课件
值
• 现今值观测器利用当前测量值y(k+1)产生 观测值，进展计算控制作用。
• 由于ε≠0，故现今值观测器是不能准确实现 的，但采用这种观测器，仍可使控制作用的 计算减少时间延迟，比预测观测器更合理。
计算时间 ε≠0 图6-13预测观测器与现今值观测器的区别
转移矩阵 可观性 利用的测量值
6.3.1 系统状态的开环估计
17
(1) 假如原系统是不稳定的，那么观测误差将随 着时间的增加而发散；
(2) 假如F 阵的模态收敛很慢，观测值也不能很 快收敛到的值，将影响观测效果。
(3) 开环估计只利用了原系统的输入信号，并没 有利用原系统可测量的输出信号。
图6-10 开环估计器构造图
状态估计： 估计误差： 估计误差状态方程：
• 可观性定义：
• 对式(6-1)所示系统，假如可以利用系统输出，在有限的时间NT内确定系统的初始状态x(0) ， 那么称该系统是可观的。
系统的可观性只与系统构造及输出信息的特性有关，与控制矩阵G无关，为此，以后 可只研究系统的自由运动(6-6) ：
x(k 1) Fx(k)
(6-6)
y(k) Cx(k)
L:nr
估计误差状态方程： x(k 1) [F LCF ]x(K )
• 观测器极点的配置由[F CF]的可观性决定。 • 分析说明，假设[F C]可观，那么[F CF]必定也可观。 • 选择反响增益L亦可任意配置现今值观测器的极点。
(6-41)
现今值观测器与预测观测器比较
• 主要差异：
22
• 预测观测器利用陈旧的y(k)测量值产生观测
rankWR rank[F N 1G F N-2G
G]=n
依式(6-3)可得允许控制
5.状态反馈控制器的设计
Chapter5状态反馈控制器设计控制方式有“开环控制”和“闭环控制”。
“开环控制”就是把一个确定的信号（时间的函数）加到系统输入端，使系统具有某种期望的性能。
然而，由于建模中的不确定性或误差、系统运行过程中的扰动等因素使系统产生一些意想不到的情况，这就要求对这些偏差进行及时修正，这就是“反馈控制”。
在经典控制理论中，我们依据描述控制对象输入输出行为的传递函数模型来设计控制器，因此只能用系统输出作为反馈信号，而在现代控制理论中，则主要通过更为广泛的状态反馈对系统进行综合。
通过状态反馈来改变和控制系统的极点位置可使闭环系统具有所期望的动态特性。
利用状态反馈构成的调节器，可以实现各种目的，使闭环系统满足设计要求。
参见R38例5.3.3,通过状态反馈的极点配置，使闭环系统的超调量匚p乞5%，峰值时间（超调时间）t p乞0.5s，阻尼振荡频率壮乞10。
5.1线性反馈控制系统的结构与性质设系统S=（A, B,C）为x 二Ax Bu y 二Cx （5-1）图5-1 经典控制-输岀反馈闭环系统经典控制中采用输出（和输出导数）反馈（图5-1 ）:其控制规律为：u二-Fy v F为标量，v为参考输入（5-2）x 二Ax Bu 二Ax B （- Fy V （A-BFC）x Bv可见，在经典控制中，通过适当选择F ,可以利用输出反馈改善系统的动态性能现代控制中采用状态反馈（图5-2 ）:其控制规律为：u - -Kx v，K〜m n （5-3）（K的行=u的行，K的列=x的行）称为状态反馈增益矩阵。
状态反馈后的闭环系统S K =（A K，B,C）的状态空间表达式为x =（A-BK）x Bv = A K X Bv y = Cx （5-4）式中：|A K三A-BK若K -FC ，“状态反馈”退化成“输出反馈”，表明“输出反馈”只是“状态反馈”的一种特例，因此，在经典控制理论中的输出反馈”(比例控制P )和 输出导数反馈”(微分控制D )能实现的任务，状态反馈必能实现，反之则未必。
第五章状态反馈控制器设计ppt课件
检验：eig(A-B*K)
极点配置的优点：
可以改善系统的稳定性、动态性能
5.4 跟踪控制器设计
极点配置的优点：改善系统的稳定性、动态性能
那么，对稳态性能、静态误差等的影响？
例 已知被控对象的状态空间模型为
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
如何从能控标准型模型的解导出一般模型的极
点配置控制器。
系统模型
假定该状态空间模型是能控的，则存在线性变换
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
其中
对能控标准型和给定的极点
可得极点配置状态反馈增益矩阵
矩阵P是对称的，
若选取
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
控制器设计转化为以下矩阵方程的求解问题：
（黎卡提矩阵方程）
优点：若对给定的常数，以上矩阵方程有解，
则对任意的
都是系统的稳
例 考虑系统在状态反馈
下的闭环系统
能控能观性。
结论：能控，不能观。
状态反馈使得闭环系统产生了零极点的对消。
经营者提供商品或者服务有欺诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
定理5.1.2输出反馈不改变系统的能控能观性。
反馈控制系统实例PPT课件
P—气动计算器的气压输出 A—水位调节器的气压输出 B—蒸汽流量变送器的气压输出 K—系统常数，此处K＝2 C—仪表制造常数，本仪表为50%
（0.6MPa）
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三、变送器 Fig.1-4-4
作用：测量被控量，并把被控量的变化量按比例 的转变成标准信号，输出至调节器和显示仪表。 气动标准信号：19.6 KPa ~ 98.1 Kpa
三、VCU-160粘度控制器
2.控制板电路 Fig. 1-3-6 （1）模拟量输入电路 （2）开关量输入电路 （3）输出电路 （4）显示电路
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第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制
主锅炉：蒸汽动力船舶上用于蒸汽动力装置的 锅炉。蒸发量大，蒸汽压力高，对水 位和蒸 汽压力的控制要求较高，常 采用带有积分作 用的调节器。
第二节 VAF型燃油粘度控制系统
常用燃油粘度控制系统： （1）VAF型燃油粘度控制系统； （2）NAKAKITA型燃油粘度控制
系统； （3）VISCOCHIEF型燃油粘度控
制系统（单片机控制）。
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第二节 VAF型燃油粘度控制系统
一、VAF型燃油粘度控制系统的组成 fig.1-2-1 二、测粘计 fig.1-2-2 三、差压变送器 fig.1-2-3 四、调节器 五、气动调节阀 fig.1-2-6 六、控制系统常见故障分析及管理要点
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第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制
一、锅炉水位控制的特点
虚假水位，难控制。 （1）水中含有蒸汽（15%～20%） （2）蒸汽压力变化时，水下蒸汽的体积发
生变化。 因此，水位与给水量、蒸发量和水下蒸汽 体积有关。
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第四节 大型油轮辅锅炉水位自动控制
状态反馈控制器的设计
状态反馈控制器的设计状态反馈控制器是一种常见的控制器设计方法，用于调节系统的动态响应和稳定性。
它通过测量系统的输出和状态，并将这些信息与期望输出进行比较，来计算出控制器的控制输入。
接下来，我将介绍状态反馈控制器的基本原理、设计步骤和两个常见的设计方法。
状态反馈控制器的基本原理是基于系统的状态反馈，即通过系统的状态变量来进行控制。
在状态反馈控制器的设计中，首先需要确定系统的状态方程或状态空间表达式。
状态方程描述了系统的状态变化关系，通常使用微分方程或差分方程表示。
状态空间表达式则是将系统的状态方程转换为矩阵形式，以便于计算和分析。
设计一个状态反馈控制器包括以下步骤：1.系统建模：首先需要建立系统的数学模型，确定系统的输入、输出和状态变量。
这可以通过物理建模、数学建模或实验数据分析等方法来完成。
系统的模型可以是连续时间模型，也可以是离散时间模型。
2.系统稳定性分析：通过分析系统的特征值或极点，判断系统的稳定性。
如果系统的特征值都位于单位圆内或实部小于零，则系统是稳定的。
3.设计目标确定：根据系统的性能要求和目标，确定设计的指标，例如系统的快速响应、稳定性、误差补偿等。
4.控制器设计：根据系统的状态方程和控制目标，使用控制理论和方法，设计控制器的增益矩阵。
常用的设计方法有极点配置法和最优控制方法。
5.系统闭环仿真：将设计好的控制器与系统模型相连，进行闭环仿真，检验系统在不同工况和干扰下的响应性能。
可以通过调整控制器的参数来优化系统的性能。
接下来，我将介绍两种常见的状态反馈控制器设计方法：极点配置法和最优控制方法。
1.极点配置法：该方法通过选择恰当的状态反馈增益矩阵，使系统的极点移动到预定位置。
首先需要确定期望的系统极点位置，然后使用反馈增益矩阵的公式进行计算和调整。
极点配置法的优点是设计简单，但对系统的模型和性能要求较高。
2.最优控制方法：该方法是基于最优控制理论，对系统的控制性能进行优化设计。
最优控制方法通常需要确定一个性能指标，例如系统的能量消耗、误差最小化等，然后使用最优化算法来计算最优的控制器增益矩阵。
稳定化状态反馈控制器设计 - 稳定化状态反馈控制器设计(ppt文档)
p3 3 2
u kB T Px k[ p2 p3 ]x
k 1 3 31 4 x 2
线性矩阵不等式处理方法。
控制器设计问题转化为以下矩阵方程的求解问题：
ATP PA 2kPBBTP I 0 （黎卡提矩阵方程） 优点：若对给定的常数 k0 ，以上矩阵方程有解，则对 任意的 k k0 ，u kBTPx 都是系统的稳定化控制律。 结论：正无穷大的稳定增益裕度！
例 设计系统的一个稳定化状态反馈控制律
dV (x) dt xT (AT P PA)x 2xT PBu
若选取 u kBT Px, k 0
dV ( x) dt xT ( AT P PA) x 2kxT PBBT Px xT ( AT P PA 2kPBBT P) x
ATP PA 2kPBBTP I dV (x) dt xT x 0
0 1[0
1]
p1 p2
p2 p3
1 0
0 1 0
展开矩阵方程，得到
2 p2
2
p
2 2
1
0
2 p2 2 p32 1 0
p1 p3 2 p2 p3 0
求取一个正定的解矩阵
p1 3 3 2, p2 (1 3) 2 ,
取k=1，则
x1 x 2
0 1
1 x1
0
x
2
0 1u
0 1 p1
1
0
p
2
p2 p3
带观测器的状态反馈系统PPT课件
（A.B.C）
状态观测器
K
1
带观测器的状态反馈系统
（一）系统的结构
L
图1 带有全维状态观测器的状态反馈系统
带状态观测器的状态反馈系统由3部分组成，即原受控系统、状 态反馈和观测器。
2
系统的结构
由于受控系统既要实现观测器又要实现状态反馈，因此原受控系
统是能控且能观的，其状态空间表达式为
w(S)C(SIA)1B
C 0SI(A 0BK)
BK 1B SI(ALC) 0
根据分块 R 0求 T S 1逆 R 0 1 公 R T 式 1 S 1 T 1
G (S ) C 0 S (I A 0 B ) 1 K S (I A B S ) 1 K (I A B L S ) K 1 C (I A L) C 1 B 0
x A
BK x B
xˆ LC ALCBKxˆBv
y C
0xxˆ
(1)
KB 这是一个2n维的闭环控制系统
4
系统的结构
为了方便求（1）式的特征多项式，特意做一下线性非奇异变化， 方便我们后面的分析。
设状态估计误差为：xxxˆ
由
x I xˆI
0Ix xxˆ,即 x xˆpx xxˆ
非奇异变换
x ABK BK x B
求 得 w （ s ） C S I (A B K ) 1B
w k ( s ) ( 直 接 状 态 反 馈 控 制 系 统 传 递 函 数 ）
8
基于观测器的状态反馈系统的特性
结论1：带观测器状态反馈闭环系统的传递函数等于直接状态反馈
闭环系统的传递函数，或者说w(S)与是否采用观测器无关，观测器 的引入不改变直接状态反馈的传递函数矩阵。
第十章 反馈控制系统的设计1ppt课件
• 在控制工程实践中，综合与校正的方法应根据特定的性能指标来
确定。一般情况下，若性能指标以稳态误差 e ss 、峰值时间
系数就能使系统满足实际要求的性能指标。
大超调量
、和过渡过程时间 p
根轨迹法进行综合与校正比较方便 ;如果性能指标是以相角裕度 r r b 幅值裕度 、相对谐振峰值 、谐振频率 和系统带宽 Kg Mr 等频域性能指标给出时,应用频率特性法进行综合与校正更合适。
、等时域性能指标给出时，应用 ts
t p、最
3
机电学院
系统分析与校正的差别: 系统分析的任务是根据已知的系统，求出系统的性能指标和 分析这些性能指标与系统参数之间的关系，分析的结果具 有唯一性。 系统的综合与校正的任务是根据控制系统应具备的性能指标 以及原系统在性能指标上的缺陷来确定校正装置(元件)的 结构、参数和连接方式。从逻辑上讲，系统的综合与校正 是系统分析的逆问题。同时，满足系统性能指标的校正装 置的结构、参数和连接方式不是唯一的，需对系统各方面 性能、成本、体积、重量以及可行性综合考虑，选出最佳
H(s)
6
6 －2 串联校正 机电学院
顺馈校正
顺馈校正是将校正装置Gc(s)前向并接在原 系统前向通道的一个或几个环节上。它比串联校 正多一个连接点,即需要一个信号取出点和一个信
号加入点。
Gc(s) R(s) G1(s) H(s)
7
G2(s)
C(s)
机电学院
反馈校正
反馈校正是将校正装置Gc(s)反向并接在原系统前向 通道的一个或几个环节上，构成局部反馈回路。 R(s) G1(s) G2(s) Gc(s) H(s) 由于反馈校正装置的输入端信号取自于原系统的输出端或 原系统前向通道中某个环节的输出端，信号功率一般都比较大， C(s)