1、第五章現(xiàn)代控制技術(shù)是在古典控制理論中，利用傳遞函數(shù)模型設置和分析單輸入單輸出系統(tǒng)，但是傳遞函數(shù)模型只反映系統(tǒng)的輸出變量和輸入變量的關(guān)系，不了解系統(tǒng)內(nèi)部的變化情況。 現(xiàn)代理論利用狀態(tài)空間模型對多輸入多輸出系統(tǒng)進行了建立、修正和分析，使修正機的求解更加容易，為多變量系統(tǒng)的分析研究提供了有力的工具。 5.1采用狀態(tài)空間的輸出反饋設置校正、采用線性穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)的受控對象的連續(xù)狀態(tài)方程、以及采用狀態(tài)空間的輸出反饋設置校正方法的目的是利用狀態(tài)空間方程，使得多變量校正機控制系統(tǒng)滿足所需的性能指標，即，在控制器D(z )的作用下，系統(tǒng)在一種具有圖5.1輸出反饋的多變量校正機控制系統(tǒng)的閉環(huán)結(jié)構(gòu)形式圖，5.1.1連續(xù)

2、狀態(tài)方程的離散化，5.1.2最小拍無紋波系統(tǒng)的跟蹤條件，根據(jù)系統(tǒng)輸出方程，y(t )以最小n拍跟蹤參考輸入r (t )5.1. 3 1 .使連續(xù)狀態(tài)方程離散化，2 .求滿足跟蹤條件和附加條件的U(z )、3 .誤差序列e(k )的z變換E(z )，采用5.2狀態(tài)空間的極點配置校正法，在校正機控制系統(tǒng)中，除了輸出反饋控制以外，還使用很多狀態(tài)反饋控制，進行狀態(tài)輸入典型的計算機控制系統(tǒng)配置：簡化的離散系統(tǒng)配置圖、圖5.4調(diào)節(jié)系統(tǒng)(r(k)=0)的控制器配置、5.2.1極點配置中設置控制規(guī)則、反饋控制規(guī)則l，以及使閉環(huán)系統(tǒng)具有所需的極點配置。 每5.2.2極點配置設定校正狀態(tài)觀測器，設定校正狀態(tài)觀測器

3、，根據(jù)測定的輸出y(k )和u(k )重構(gòu)所有的狀態(tài)。 根據(jù)狀態(tài)有時無法測量。 一般的狀態(tài)觀測器有預報觀測器、當前觀測器、簡并觀測器3種。 典型的觀測器方程是：1.預報觀測器，并且用于設置或校正觀測器的密鑰是如何合理地選擇觀測器的增益矩陣k。 另外，圖56的預報觀測器通過對單輸入單輸出系數(shù)比較上式的兩邊z的同方的系數(shù)，能夠求出k中的n個未知數(shù)。 2當前觀測器、狀態(tài)重建誤差、當前觀測器的狀態(tài)重建誤差的特征方程、3簡并觀測器、能量測量的y(k )直接給出狀態(tài)變量的一部分，該部分的狀態(tài)變量不需要通過估計得到。 因此，只要估計其馀的狀態(tài)變量即可，將該次數(shù)比全次數(shù)低的觀測器稱為簡并觀測器。將原始狀態(tài)向量

4、分為兩個部分，狀態(tài)方程式、采樣周，T=0.1s，求k確定。 (1)設定預報觀測器，將觀測器的特征方程式的兩個極點配置成z 1，2=0. 2。 (2)建立和校正當前預測器，以將觀測器特征方程的兩極配置為Z1，2=0.2。 (3)假定x 1是可測量的狀態(tài)，并且x2是需要估計的狀態(tài)，設置下降觀測器，并且將觀測器的特征方程的極性布置在Z=0.2處。 5.2.3極點配置修正控制器，1 .控制器的構(gòu)成，極點配置修正的控制規(guī)則和狀態(tài)觀測器，這兩部分構(gòu)成狀態(tài)反饋控制器。2 .分離性原理，閉環(huán)系統(tǒng)的2n個極點由兩部分構(gòu)成：一部分是狀態(tài)反饋根據(jù)該原理，能夠分別設定修正系統(tǒng)的控制規(guī)則和觀測器，能夠簡化控制器的設定修

5、正。(1)根據(jù)閉環(huán)系統(tǒng)的性能要求提供若干控制極；(2)在極配置設定修正狀態(tài)下反饋控制規(guī)則，修正l；(3)合理提供觀測器的極，選擇觀測器的類型3 .狀態(tài)反饋控制器的設置/校正過程，考慮如上所述使用狀態(tài)反饋控制器的設置/校正，其中，控制極是整個系統(tǒng)的主導極，因為控制極是根據(jù)閉環(huán)系統(tǒng)的性能要求提供的。 觀測器的極點配置必須加快狀態(tài)重建的跟蹤速度。 如果測量輸出沒有大的誤差和干擾，則觀測器的極點可能全部設置在z平面的原點。 如果測量輸出包含大的誤差或噪聲，則可以根據(jù)觀測器的極點對應的衰減速度比控制極點對應的衰減速度快約4或5倍的要求進行設定。 (1)如果控制器的校正延遲在與采樣周期相同的水平上，則可考慮選擇預報觀測器；否則可使用當前觀測器； 4 .觀測器和觀測器類型選擇、5.2.4跟蹤系統(tǒng)設置校正、極點配置校正的PI控制器、PI控制規(guī)則跟蹤系統(tǒng)、PI控制和輸入順序反饋跟蹤系統(tǒng)、觀測器和PI順序反饋控制跟蹤系統(tǒng)、5.3狀態(tài)空間的優(yōu)化LQG最佳控制器的調(diào)節(jié)系統(tǒng)如下：5.3.1 LQ最