控制系统计算机辅助设计——MATLAB语言与应用
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6.2.4 观测器设计及基于观测器的 调节器设计
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place( ) 函数不适用于含有多重期望极点的问题 acker( ) 函数可以求解配置多重极点的问题
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【例6-5】
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ห้องสมุดไป่ตู้
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【例6-6】
假设线性时不变系统的状态方程模型为
设计一个输入量 ,使得最优控制性能指标
最小
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则控制信号应该为 由简化的 Riccati 微分方程
求出
假设
，其中
，则
可以得出在状态反馈下的闭环系统的状态方程为
依照给定加权矩阵设计的 LQ 最优控制器
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【例6-7】
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离散系统二次型性能指标 离散 Riccati 代数方程 这时控制律为
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【例6-4】
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超前滞后校正器 超前校正器
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6.1 超前滞后校正器 设计方法
6.1.1 串联超前滞后校正器
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超前校正器
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基于此算法编写的 MATLAB 函数
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Ackermann 算法 其中 为将 代入 得出的矩阵多项式的值 鲁棒极点配置算法
第6章 控制系统计算机辅助设计
薛定宇 著 《控制系统计算机辅助设计——
MATLAB语言与应用》 清华大学出版社
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主要内容
超前滞后校正器设计方法 基于状态空间模型的控制器设计方法 过程控制系统的PID控制器设计 最优控制器设计 多变量系统的频域设计方法
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6.2.3 极点配置控制器设计
系统的状态方程为
则系统的闭环状态方程为
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Bass-Gura 算法
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【例6-2】受控对象模型为
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6.1.3 控制系统工具箱中的设计界面
控制器设计界面
界面允许选择和修改控制器的结构，允许添 加零极点，调整增益，从而设计出控制器模型。
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【例6-3】受控对象和控制器的传递函数模型分别为
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6.2 基于状态空间模型的 控制器设计方法
6.2.1 状态反馈控制
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滞后校正器
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超前滞后校正器
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6.1.2 超前滞后校正器的设计方法
基于剪切频率和相位裕度的设计方法
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基于模型匹配算法的设计方法
假设受控对象的传递函数为
，
期望闭环系统的频域响应为
，
超前滞后校正器的一般形式为
使得在频率段
内闭环模型对期望闭环模型
匹配指标
为最小
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提出了下面的设计算法
其中
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将
代入开环系统的状态方
程模型，则在状态反馈矩阵 下，系统的闭环状
态方程模型可以写成
如果系统
完全可控，则选择合适的 矩
阵，可以将闭环系统矩阵
的特征值配置
到任意地方。
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6.2.2 线性二次型指标最优调节器
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超前滞后校正器的设计规则：
且 系统静态误差系数为
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【例6-1】
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