94 线性定常系统的反馈结构与状态观测器.ppt

9-4 线性定常系统的反馈结构与状态观测器;1、线性定常系统的常用反馈结构及其对系统特性的影响;状态反馈后的传递函数矩阵：;2）输出反馈;传递函数：;如果;定理 2：输出反馈到状态微分的反馈系统，不改变系统可观测性，但可能改变系统的可控性。;若状态反馈系统是渐近稳定的，则要求（A-BK）的特征值均有负实部，则系统实现了状态反馈镇定;２、单输入－单输出系统的极点配置;两个问题：（１）极点可配置的条件； （２）确定极点配置所需要的反馈增益矩阵。;变换后的状态反馈矩阵;Date;通过选择;状态反馈的一些性质： （1）状态反馈不会改变系统的可控性，即经过状态反馈后系统仍然可控； （2）状态反馈可能会影响系统的可观性;单输入－单输出系统的极点配置算法;(4) 计算变换阵;例1：受控系统;Date;Date;例2：受控系统;Date;上述方程与方程（1）是矛盾的，所???无解，表示系统状态不完全可控，无法用状态反馈实现闭环极点任意配置。;例３　已知系统状态方程;系统的特征多项式;Date;3、全维状态观测器及其设计;根据反馈控制原理：;（２）全维状态观测器分析与设计;考察状态误差动态方程;定理：若系统（A，B，C）状态可观测，则状态可用;（2）设计输出反馈阵;4、分离特性;构造2n维复合系统：;注意：;对2n维复合系统的特征值;若 ，对于单输入/单输出系统，状态反馈只改变传递函数的分母，不会影响分子部分。由于实现系统极点任意配置，有可能出现分子、分母中的零、极点对消，从而破坏系统的可观性。 当分子不含有零点，就不会出现零极点相消的情况。这时，系统经过状态反馈既能保持系统的可控性、又保持系统的可观性。;输出反馈与极点配置;定理：用输出反馈到状态微分，实现任意配置闭环极点的充要条件：受控系统可观测。;输出反馈到参考输入的反馈系统;状态反馈;Date