9第九章-基于状态空间模型的极点配置设计方法.pdf

计算机控制系统讲义 第九章 基于状态空间模型的极点配置设计方法 第九章 基于状态空间模型的极点配置设计方法 内容：9.1 设计方法的说明9.2 按极点配置设计控制规律9.3 按极点配置 设计观测器9.4 按极点配置设计控制器9.5 按极点配置PI 控制器9.6 跟踪系 统的设计 要求：重点掌握极点配置设计方法的思路、性能指标的描述、线性定常系统 设计控制器的分离性原理、控制器的设计方法与构成。 9.1 设计方法的说明 闭环系统的极点分布与系统性能之间存在着密切的联系。在已知被控对象的 状态空间模型的前提下，可按极点配置来设计控制器，使得闭环系统既有克服扰 动的能力，又有跟踪给定值的能力。为了便于设计，通常把连续对象离散化，变 成离散对象。 u k ( ) u t y t r k e t ( ) ( ) ( ) ( ) 控制器 零阶保持器 连续对象 y k - ( ) Fig9.1 计算机控制系统框图 连续对象的状态方程为： x t Ax t =+Bu t ( ) ( ) ( ) y t Cx t =+Du t ( ) ( ) ( ) u t ：输入向量，m ×1 ( ) y t ：输出向量，p ×1 ( ) x t ：状态向量，n ×1 ( ) D y t  x t ( ) x t + u t ( ) ( ) ( ) + B I s C + + A Fig9.2 连续对象的状态方程描述结构 将连续控制对象连同零阶保持器一起进行离散化，从而使整个系统变为离散 1 计算机控制系统讲义 第九章 基于状态空间模型的极点配置设计方法 系统。 离散系统的离散状态空间描述 x k +1 Fx k =+Gu k ( ) ( ) ( ) y k Cx k =+Du