第三章-計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)方法ppt課件

1、電力學(xué)院自動(dòng)化系電力學(xué)院自動(dòng)化系 張計(jì)科張計(jì)科D (z)1T ses( )pGsR(s)C(s)D (z)1T ses( )pGsR(s)C(s)( )( )( ) xA x tB u tyC x t設(shè)延續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的形狀方程和輸出方程設(shè)延續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的形狀方程和輸出方程零階堅(jiān)持器零階堅(jiān)持器( )() (1) u tu kTkTtkT00()()0( )( )( )tA t tA ttx tex teBud(1)()(1)()(1) ()()()()kTA TA kTTkTkTA TA kTTkTx kTex kTeB u kT dex kTed B u kT0(1) ()()TA TA tx k

2、Tex kTe dtB u kT0 , (1)tkTtkT( )()u tu kT取取且且令令tkTT0(1) ()()TA TAx kTex kTe d B u kTFG(1)( )( )( )( )x kFx kG u ky kC x kA TFe0TAGe d B11()A TA tt Tt TeeLsIA11()A TA tt Tt TLFeesIA1()( )()( )adjsIAB ssIAsIAs111( )nnnnssa sas a111( )nnnB sB sBsB1111() 1,2, 2,3,kkkkkBIatr A BknkBA BaIkn kakB1111()( )n

3、 knA tkksesIABsLL(1)x k +FG1z I( )u k( )x kL( )v kCD( )y k(1)( )( )( )( )( )x kFx kG u kyD ukC x kk( )( )( )u kv kLx k(1)x k +FG1z I( )u k( )x kL( )v kCD( )y k(1)( )( )( )( )( )x kFx kGu kyDukCx kk(1)() ( )( )( )() ( )( )x kFGL x kGv ky kCL xDDkv k(1)x k +FG1z I( )u k( )x kL( )v kCD( )y k(1)( )( )(

4、)( )( )x kFx kGu kyDukCx kk(1)() ( )( )( )() ( )( )x kFGL x kGv ky kCL xDDkv k0zIF0zIFGL(1)x k +FG1z I( )u k( )x kHC( )y k(1)( )( )( )( )x kFx kGu ky kCx k(1)() ( )( )( )( )x kFH C x kG u ky kC x k0zIF0zIFHC(1)( )( )( )( )x kFx kGu ky kCx k(1)() ( )( )( )( )x kFG K C x kG u ky kC x k0zIF0zIFGKC(1)x

5、k +FG1z I( )u k( )x kKC( )y k( )v k222exp()exp(2)12exp() 21TsddndssddssajzeTjbTjzz MrMrcc0. 0 2. 0 4. 0 6. 0 8. 1 0sn4tns4t2dn121,2nns1j 系統(tǒng)經(jīng)過(guò)形狀反響可以恣意配置極點(diǎn)的充要條件是：系統(tǒng)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)形狀反響可以恣意配置極點(diǎn)的充要條件是：系統(tǒng)具有形狀完全能控性。具有形狀完全能控性。1nrank GFGFGn 例例1 知離散形狀方程知離散形狀方程011(1)( )( )0.1611 x kx ku k試分析系統(tǒng)的形狀能控性試分析系統(tǒng)的形狀能控性解解:11 1211.

6、16 nrank GFGFGrank系統(tǒng)形狀系統(tǒng)形狀完全能控完全能控例例2 知離散形狀方程知離散形狀方程111(1)( )( )0.2500.5x kx ku k試分析系統(tǒng)的形狀能控性試分析系統(tǒng)的形狀能控性解解110.510.50.25 nrank GFGFGrank系統(tǒng)形狀不完全能控系統(tǒng)形狀不完全能控 系統(tǒng)經(jīng)過(guò)形狀反響可以恣意配置極點(diǎn)的充要條件是：系統(tǒng)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)形狀反響可以恣意配置極點(diǎn)的充要條件是：系統(tǒng)具有形狀完全能控性。具有形狀完全能控性。1nrank GFGFGn sn4tns4t2dn121,2nns1j21,2nns1j (1,2, )is Tizein (1,2, )is Tizei

7、n2exp()2exp(2)1TsndddsszeTjTj(1)x k +FG1z I( )u k( )x kL( )v kCD( )y k(1)() ( )( )( )() ( )( )x kFGL x kGv ky kCL xDDkv k假設(shè)要求閉環(huán)系統(tǒng)形狀反響后期望的極點(diǎn)為假設(shè)要求閉環(huán)系統(tǒng)形狀反響后期望的極點(diǎn)為12, , n那么經(jīng)過(guò)形狀反響后系統(tǒng)的期望的閉環(huán)特征多項(xiàng)式為那么經(jīng)過(guò)形狀反響后系統(tǒng)的期望的閉環(huán)特征多項(xiàng)式為11111( )()()() =nnnnnP zzzzzp zpzp(1)( )( )( )( )( )x kFx kGu kyDkCx ku k1110nnnnzIFza z

8、aza原系統(tǒng)形狀反響前閉環(huán)特征方程為原系統(tǒng)形狀反響前閉環(huán)特征方程為(1)x k +FG1z I( )u k( )x kL( )v kCD( )y k(1)() ( )( )( )() ( )( )x kFGL x kGv ky kCL xDDkv k0zIFGL而經(jīng)過(guò)形狀反響構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)的閉環(huán)特征多項(xiàng)式為而經(jīng)過(guò)形狀反響構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)的閉環(huán)特征多項(xiàng)式為11111( )()()() =nnnnnP zzzzzIFGzp zpzpL2( )1( )( )sG su ss姿態(tài)控制姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)慣性參考慣性參考方向方向姿態(tài)控制姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)慣性參考慣性參考方向方向1,x2,x1122120

9、1000110 xxuxxxyx(1)( )( )( )( )x kFx kG u ky kC x k姿態(tài)控制姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)慣性參考慣性參考方向方向20110.101010.00520.1A TTA tTFeTGe dtBT21,211.83.12 nnsjj10.0050.01520.10.1nrank GFGFGrank系統(tǒng)形狀完全能控系統(tǒng)形狀完全能控姿態(tài)控制姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)慣性參考慣性參考方向方向sTze17.91,20.8350.80.25ojej212( )()()1.60.7P zzzzz12LLL設(shè)形狀反響增益陣設(shè)形狀反響增益陣姿態(tài)控制姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)慣性參考慣性參

10、考方向方向0zIFGL而經(jīng)過(guò)形狀反響構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)的閉環(huán)特征多而經(jīng)過(guò)形狀反響構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)的閉環(huán)特征多項(xiàng)式為項(xiàng)式為12221121010.10.00501010.1(0.10.0052)0.0050.11zIFGLzLLzLLzLL2( )1.60.7P zzz對(duì)應(yīng)項(xiàng)系數(shù)相等，可得對(duì)應(yīng)項(xiàng)系數(shù)相等，可得21120.10.00521.60.0050.110.7LLLL 解之，得解之，得 12103.5LLL10z-1z-110.110.0050.1X1(k+1)X1(k)X2(k+1)X2(k)u(k)3.5v(k)(1)( )( )( )( )x kFx kG u ky kC x kFG1zIC

11、()x k(1)x k()y k()u kFG1zIC ()x k (1)x k()y k(1)( )( )( )( )x kFx kG u ky kC x k(0)(0)xx( )( )x kx k(1)( )x kFx k( )( )( )x kx kx k( )( )( )0 x kx kx k( )( )( )0 x kx kx kFG1zIC()x k(1)x k()y k()u kFG1zIC ()x k (1)x k()y k(1)( )( )( )( )x kFx kG u ky kC x k(1)( )( )( )( )x kFx kG u ky kC x kG1zICF()

12、x k(1)x k( )y k( )u k( )v kG1zICF( )x k(1)x k( )y kK(1)( )( )( )( )( )( )x kFx kG u kK y kC x ky kC x k(1)(1)(1)( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )x kx kx kFx kG u kFx kG u kK C x kC x kF x kx kK C x kx kFK C x kG1zICF()x k(1)x k( )y k( )u k( )v kG1zICF( )x k(1)x k( )y kK(1)(1)(1)( )x kx kx kFK C x k)

13、0(x)(kx假設(shè)給出觀測(cè)器的極點(diǎn)，可求得假設(shè)給出觀測(cè)器的極點(diǎn)，可求得觀測(cè)器的特征方程形狀重構(gòu)誤觀測(cè)器的特征方程形狀重構(gòu)誤差的特征方程差的特征方程 1121( )()()()0 nnbnnzzzzzzzzz為了獲得所需求的形狀重構(gòu)性能，應(yīng)有為了獲得所需求的形狀重構(gòu)性能，應(yīng)有 經(jīng)過(guò)比較兩邊經(jīng)過(guò)比較兩邊z z 的同次冪的系數(shù)，那么一共可得到的同次冪的系數(shù)，那么一共可得到n n個(gè)代數(shù)方程。個(gè)代數(shù)方程。G1zICF()x k(1)x k( )y k( )u k( )v kG1zICF( )x k(1)x k( )y kKb( )zIFKCz假設(shè)給出觀測(cè)器的極點(diǎn)，可求得假設(shè)給出觀測(cè)器的極點(diǎn)，可求得觀測(cè)器

14、的特征方程形狀重構(gòu)誤觀測(cè)器的特征方程形狀重構(gòu)誤差的特征方程差的特征方程 1121( )()()()0 nnbnnzzzzzzzzzG1zICF()x k(1)x k( )y k( )u k( )v kG1zICF( )x k(1)x k( )y kKb( )zIFKCz對(duì)于多輸出對(duì)于多輸出r1的情況，增益矩陣的情況，增益矩陣K 共有共有nr個(gè)未知元素，而總個(gè)未知元素，而總共只需共只需n個(gè)方程，僅根據(jù)上式并不能完全確定個(gè)方程，僅根據(jù)上式并不能完全確定K ，需求同時(shí)附加其，需求同時(shí)附加其他的限制條件才干確定他的限制條件才干確定K 。對(duì)于單輸出對(duì)于單輸出r=1情況，情況，K 中未知元素個(gè)數(shù)與代數(shù)方程

15、個(gè)數(shù)中未知元素個(gè)數(shù)與代數(shù)方程個(gè)數(shù)n相相等，普通可求出等，普通可求出K 的獨(dú)一解。的獨(dú)一解。假設(shè)給出觀測(cè)器的極點(diǎn)，可求得假設(shè)給出觀測(cè)器的極點(diǎn)，可求得觀測(cè)器的特征方程形狀重構(gòu)誤觀測(cè)器的特征方程形狀重構(gòu)誤差的特征方程差的特征方程 1121( )()()()0 nnbnnzzzzzzzzzG1zICF()x k(1)x k( )y k( )u k( )v kG1zICF( )x k(1)x k( )y kKb( )zIFKCz對(duì)于恣意的極點(diǎn)配置，對(duì)于恣意的極點(diǎn)配置， K 具有獨(dú)一解形狀觀測(cè)器存在的充分具有獨(dú)一解形狀觀測(cè)器存在的充分必要條件是系統(tǒng)形狀完全能觀測(cè)。必要條件是系統(tǒng)形狀完全能觀測(cè)。系統(tǒng)形狀完全

16、能觀測(cè)的充要條件系統(tǒng)形狀完全能觀測(cè)的充要條件1nCC FranknC Fb( )zIFKCz由于矩陣轉(zhuǎn)置后其行列式不變，因此上式可重寫為由于矩陣轉(zhuǎn)置后其行列式不變，因此上式可重寫為 b( )TTTzIFC Kz將上式與將上式與 對(duì)比，并建立如下的對(duì)應(yīng)關(guān)系式對(duì)比，并建立如下的對(duì)應(yīng)關(guān)系式 0zIFGL( )zIFGLP zb( )TTTzIFC KzFTFGTCLTK( )P zb( ) z110001( )nLGFGFGP F參考參考 的阿克曼的阿克曼AckermanAckerman公式公式( )zIFGLP z不難求得不難求得 將上式兩邊轉(zhuǎn)置，得將上式兩邊轉(zhuǎn)置，得 11b0001()nTTTT

17、TTTKCF CFCF1b10( )01 nCC FKFC F1TnCC FC F系統(tǒng)能觀性矩陣系統(tǒng)能觀性矩陣 例例 單軸衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)離散形狀方程單軸衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)離散形狀方程112221122b11010.10.11001011(2)(10.1)( )=kzkzIFKCzkkzzkzkk zz 10.10.005(1)( )( )010.1( )10( )x kx ku ky kx k假設(shè)要求形狀重構(gòu)能以最快的速度跟隨實(shí)踐的形狀，可將觀測(cè)器特假設(shè)要求形狀重構(gòu)能以最快的速度跟隨實(shí)踐的形狀，可將觀測(cè)器特征方程的兩個(gè)根配置在原點(diǎn)，即征方程的兩個(gè)根配置在原點(diǎn)，即 。2b( )=zz解：解：姿態(tài)

18、控制姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)慣性參考慣性參考方向方向得得1122010.10kkk12210kKk21122(2)(10.1)=zIFKCzkzkkz11b1010.110.11002( )0010110.11101 nCC FKFC FG1zICF()x k(1)x k( )y k( )u k( )v kG1zICF( )x k(1)x k( )y kKL當(dāng)采用觀測(cè)器構(gòu)造時(shí)當(dāng)采用觀測(cè)器構(gòu)造時(shí),實(shí)踐實(shí)踐的控制信號(hào)的控制信號(hào)u(k)直接反響的直接反響的是形狀重構(gòu)是形狀重構(gòu) ，而不是，而不是真實(shí)形狀真實(shí)形狀 。( )x k( )x k預(yù)告觀測(cè)器現(xiàn)時(shí)的形狀重構(gòu)預(yù)告觀測(cè)器現(xiàn)時(shí)的形狀重構(gòu) 只用到了前一時(shí)辰的

19、輸出量只用到了前一時(shí)辰的輸出量，也即在現(xiàn)時(shí)的控制信號(hào)中只包含前一時(shí)辰輸出量的信息，輸出，也即在現(xiàn)時(shí)的控制信號(hào)中只包含前一時(shí)辰輸出量的信息，輸出信號(hào)將不能得到及時(shí)的反響。采樣周期較長(zhǎng)時(shí)，這種控制方式影信號(hào)將不能得到及時(shí)的反響。采樣周期較長(zhǎng)時(shí)，這種控制方式影響系統(tǒng)的性能。響系統(tǒng)的性能。( )x k(1)y k (1)( )( )( )( )( )( )x kFx kG u kK y kC x ky kC x k現(xiàn)時(shí)觀測(cè)器方程現(xiàn)時(shí)觀測(cè)器方程 ) 1() 1() 1() 1( )()( ) 1( kkkkkkkxCyKxxGuxFx在詳細(xì)實(shí)現(xiàn)上述現(xiàn)時(shí)觀測(cè)器時(shí)在詳細(xì)實(shí)現(xiàn)上述現(xiàn)時(shí)觀測(cè)器時(shí),由于上式的計(jì)算總

20、是需求一定由于上式的計(jì)算總是需求一定時(shí)間，因此實(shí)踐送出的控制信號(hào)時(shí)間，因此實(shí)踐送出的控制信號(hào) 總是比量丈量總是比量丈量 要延遲一段時(shí)間要延遲一段時(shí)間。( )( )u kLx k ( )y k只需延時(shí)只需延時(shí)與采樣周期與采樣周期T相比很小時(shí)，采用現(xiàn)時(shí)觀測(cè)器才是適相比很小時(shí)，采用現(xiàn)時(shí)觀測(cè)器才是適宜的，否那么應(yīng)采用預(yù)告觀測(cè)器。宜的，否那么應(yīng)采用預(yù)告觀測(cè)器。 ) 1() 1() 1() 1( )()( ) 1( kkkkkkkxCyKxxGuxFx形狀重構(gòu)誤差方程：形狀重構(gòu)誤差方程： (1)(1)(1)x kx kx k( )( )(1)(1)(1)Fx kGu kx kK y kCx k( )( )

21、FKCFx kx k( )( )( )( )(1)(1)Fx kGu kFx kGu kK Cx kCx k( )( )( )( )( )( )( )( )Fx kGu kFx kGu kK CFx kCGu kCFx kCGu k( )FKCF x k現(xiàn)時(shí)觀測(cè)器特征方程：現(xiàn)時(shí)觀測(cè)器特征方程： (1)( )x kFKCF x k( )0bzIFKCFz1121bb100( )( )0011 nnC FCC FC FKFF FC FC F對(duì)照預(yù)告觀測(cè)器特征方程及其利用阿克曼對(duì)照預(yù)告觀測(cè)器特征方程及其利用阿克曼Ackerman公式推導(dǎo)公式推導(dǎo)K 的解矩陣，得：的解矩陣，得： 11121b1100(

22、 )001110.210.110001010101101011010110 nnCCC FC FKF FF FC FC F解：解： 例例 單軸衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)離散形狀方程單軸衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)離散形狀方程10.10.005(1)( )( )010.1( )10( )x kx ku ky kx k假設(shè)要求形狀重構(gòu)能以最快的速度跟隨實(shí)踐的形狀，可將觀測(cè)器特假設(shè)要求形狀重構(gòu)能以最快的速度跟隨實(shí)踐的形狀，可將觀測(cè)器特征方程的兩個(gè)根配置在原點(diǎn)，即征方程的兩個(gè)根配置在原點(diǎn)，即 。2b( )=zz姿態(tài)控制姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)慣性參考慣性參考方向方向前面討論的觀測(cè)器都是根據(jù)輸出量重構(gòu)出全部形狀，觀測(cè)器的階前面討

23、論的觀測(cè)器都是根據(jù)輸出量重構(gòu)出全部形狀，觀測(cè)器的階數(shù)等于形狀個(gè)數(shù)，屬于全階形狀觀測(cè)器數(shù)等于形狀個(gè)數(shù)，屬于全階形狀觀測(cè)器 。假設(shè)丈量的部分形狀包含有嚴(yán)重的噪聲，那么可經(jīng)過(guò)全階觀測(cè)器假設(shè)丈量的部分形狀包含有嚴(yán)重的噪聲，那么可經(jīng)過(guò)全階觀測(cè)器重構(gòu)出全部形狀，利用觀測(cè)器進(jìn)展濾波，減少噪聲干擾。重構(gòu)出全部形狀，利用觀測(cè)器進(jìn)展濾波，減少噪聲干擾。假設(shè)能量測(cè)的形狀只是其中一部分，那么這些形狀沒(méi)必要進(jìn)展重假設(shè)能量測(cè)的形狀只是其中一部分，那么這些形狀沒(méi)必要進(jìn)展重構(gòu)，只需求根據(jù)能量測(cè)得部分形狀重構(gòu)其他不能量測(cè)的形狀，即構(gòu)，只需求根據(jù)能量測(cè)得部分形狀重構(gòu)其他不能量測(cè)的形狀，即只需構(gòu)造降階觀測(cè)器。只需構(gòu)造降階觀測(cè)器。

24、將原形狀向量分成兩部分，一部分是可以直接丈量的將原形狀向量分成兩部分，一部分是可以直接丈量的 ，一部分是需求重構(gòu)的一部分是需求重構(gòu)的 。a( )x kb( )x k被控對(duì)象的離散形狀方程可以分塊表示為被控對(duì)象的離散形狀方程可以分塊表示為 aaaabaabbabbbb(1)( )(1)( ) (1)( )x kFFx kGx ku kx kFFx kG (1)( )( )( )(1)( )( )( )aaaaabbabbaabbbbx kF x kF x kG u kx kF x kF x kG u k即即(1)( )( )( )(1)( )( )( )bbbbbaabaaaaaabbx kF

25、x kF x kG u kx kF x kG u kF x k也即也即(1)( )( )( )( )x kFx kGu ky kCx k上式與上式與 比較，得比較，得( ) ( ) ( ) ( )( )( ) (1)( )( ) bbbbaabaaaaaabx kx kFFGu kF xkG u ky kxkF xkG u kCF (1)( )( )( )(1)( )( )( )bbbbbaabaaaaaabbx kF x kF x kG u kx kF x kG u kF x k( )(1)(Gu kFy kx kxx kkC(1)( )(1)()(baabaabbaaaabbbbx kF

26、xx kx kxF x kG u kkkG u kFF(1)( )( )( )( )x kFx kG u kK y kC x k(1)( )( )( )(1)( )( )( )bbbbbaabaaaaaabbx kF x kF x kG u kKx kF x kG u kF x k k+1時(shí)辰的形狀重構(gòu)時(shí)辰的形狀重構(gòu) 也用到了也用到了k+1時(shí)辰的量丈時(shí)辰的量丈量量 ，本質(zhì)上是降階的現(xiàn)時(shí)觀測(cè)器方程。，本質(zhì)上是降階的現(xiàn)時(shí)觀測(cè)器方程。(1)ax k b (1)x k (1)(1)(1)( )( )( ) ( )( )( ) (1)( )( )( ) ( )( )( )( )( )bbbbbbbaab

27、bbbbaabaaaaaabbbbbbabbabbbbabbx kx kx kF x kF x kG u kF x kF x kG u kKx kF x kG u kF x kFx kx kKF x kF x kFK Fx k( )0bbabbzIFK Fz( )0bbabbzIFK Fzb( )=0zIFKCz11b10()01 ababbbbbnabbbFF FKFF F1n為為 ( )bx k的維數(shù)。單輸出時(shí)，的維數(shù)。單輸出時(shí)， 。 11nn10.11 1aaabbabbFFFFF例：例： 單軸衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)離散形狀方程單軸衛(wèi)星姿態(tài)控制系統(tǒng)離散形狀方程10.10.005(1)( )(

28、)010.1( )10( )x kx ku ky kx k假設(shè)要求形狀重構(gòu)能以最快的速度跟隨實(shí)踐的形狀，可將觀測(cè)器特假設(shè)要求形狀重構(gòu)能以最快的速度跟隨實(shí)踐的形狀，可將觀測(cè)器特征方程的根配置在原點(diǎn)，即征方程的根配置在原點(diǎn)，即 。假定。假定 是能量測(cè)的形狀，是能量測(cè)的形狀， 是需求估計(jì)的形狀。是需求估計(jì)的形狀。b( )=zz1x2x1 0.1( ) bbabbzIFK FzKzz10K解：解：(1)( )( )( )( )kkkkkxFxGuyCx(1)( )( )( )( ) ( )( )kkkkkkk xFxGuK yCxuLxG1zICF()x k(1)x k( )y k( )u k( )v

29、 kG1zICF( )x k(1)x k( )y kKLG1zICF()x k(1)x k( )y k( )u k( )v kG1zICF( )x k(1)x k( )y kKL 形狀空間模型按極點(diǎn)形狀空間模型按極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)的控制器由兩部配置設(shè)計(jì)的控制器由兩部分組成：一部分是形狀觀分組成：一部分是形狀觀測(cè)器，它根據(jù)所量測(cè)到的測(cè)器，它根據(jù)所量測(cè)到的輸出輸出 重構(gòu)出形狀重構(gòu)出形狀 ；另一部分是控制規(guī)律，它另一部分是控制規(guī)律，它直接反響重構(gòu)的形狀直接反響重構(gòu)的形狀 ，構(gòu)成形狀反響控制。構(gòu)成形狀反響控制。 )(ky)(kx)(kx(1)( )( )( )( )x kFx kGu ky kCx k(1)

30、( )( )( )( ) ( )( )x kFx kGu kK y kCx ku kLx k G1zICF()x k(1)x k( )y k( )u k( )v kG1zICF( )x k(1)x k( )y kKL(1)( )( )( )( ) ( )( )x kFx kGu kK y kCx ku kLx k ( )( )( )x kz kx k(1)( )( )( )( )x kFx kGu ky kCx k(1)( )( )( )( )x kFx kGu kFx kGLx k(1)( )( )( )( )( )( )( )( )( )() ( )x kFx kGu kK y kCx k

31、Fx kGLx kK Cx kCx kKCx kFGLKC x k(1)( )(1)(1)( )x kFGLx kz kx kKCFGLKCx k (1)( )( )( )( )(1)( )() ( )x kFx kGu kFx kGLx kx kKCx kFGLKC x k( )FGLzIFGL zzIKCFGLKCKCzIFGLKC第二列加到第二列加到第一列第一列( )zIFGLGL zzIFGLzIFGLKC第二行減去第一行第二行減去第一行( )zIFGLGL zzIFGLzIFGLKC( )0zIFGLGL zzIFKC( ) zzIFGLzIFKC根據(jù)形狀反響與形狀觀測(cè)器特征方程根據(jù)

32、形狀反響與形狀觀測(cè)器特征方程( )( )( )b zP z z )( )(kkxLu kkkkk)( )()()( ) 1( xCyKGuxFx )()( )() 1( kkkKyxKCGLFx zzzzKKCGLFILYUD1)()()()()()()(1zzzKYKCGLFILU( )( )( )y kCx kw k(1)( )( )( )( )( )( )( )( )( )( )() ( )( )x kFx kGu kK y kCx kFx kGLx kK Cx kw kCx kKCx kFGLKC x kKw k(1)( )( )( )( ) ( )( )x kFx kGu kK y

33、kCx ku kLx k (1)( )0(1)( )(1)( )x kFGLx kz kw kx kKCFGLKCx kK 控制對(duì)象控制對(duì)象零階堅(jiān)持器零階堅(jiān)持器數(shù)字控制器數(shù)字控制器( )u k( )u t( )y t( )0r t ( )e k1( )(101)G sss控制對(duì)象控制對(duì)象零階堅(jiān)持器零階堅(jiān)持器數(shù)字控制器數(shù)字控制器( )u k( )u t( )y t( )0r t ( )e k1( )(101)G sss1xy2xy 12Txxx112212( )( )010( )( )00.1( )0.1( )( )10( )x tx tu tx tx tx ty tx t控制對(duì)象控制對(duì)象零階堅(jiān)

34、持器零階堅(jiān)持器數(shù)字控制器數(shù)字控制器( )u k( )u t( )y t( )0r t ( )e k112212(1)( )10.95160.04837( )(1)00.9048( )0.09516( )( )10( )x kx ku kx kx kx ky kx k21,2310.52nnsjj 30.521,2jzesTze控制對(duì)象控制對(duì)象零階堅(jiān)持器零階堅(jiān)持器數(shù)字控制器數(shù)字控制器( )u k( )u t( )y t( )0r t ( )e k212( )0.7860.368P zzzzzzz11001( )nLGFGFGP F12101(0.7860.368 )0.048370.138920.5821.0646010.095160.086100.47559.508615.34190.5821.06460110.50915.34180