实验4-状态反馈及状态观测器的设计

韶关学院学生实验报告册实验课程名称：现代控制理论实验项目名称：状态反馈及状态观测器的设计实验类型（打√）：（基础、综合、设计）院系：物理与机电工程学院专业班级：08自动化（1）班姓名李世文学号：08101101027指导老师：宁宇韶关学院教务处编制2一、实验预习报告内容预习日期：年月日实验预习报告内容原则上应包含实验目的、实验所用主要仪器药品、实验原理与公式、实验预习疑问等项目。[实验目的]1、熟悉状态反馈矩阵的求法。2、熟悉状态观测器设计方法。[实验原理]设系统的模型如式(4.1)示。pmnRyRuRxDCxyBuAxx(4.1)系统状态观测器包括全阶观测器和降阶观测器。设计全阶状态观测器的条件是系统状态完全能观。全阶状态观测器的方程为：BuyKzCKAzzz)((4.2)[实验内容]1、某控制系统的状态方程描述如下：242471,0001,01000010000124503510CBA通过状态反馈使系统的闭环极点配置在P=[-30，-1.2,-2.44i]位置上,求出状态反馈阵K,并绘制出配置后系统的时间响应曲线。2、考虑下面的状态方程模型：0,001,10000,100008.20980010DCBA要求选出合适的参数状态观测器(设观测器极点为op=[-100;-102;-103])。程序如下：A=[010;9800-2.8;00-100];B=[0;0;100];3C=[100];D=[0];op=[-100;-102;-103];sysold=ss(A,B,C,D);disp('原系统的闭还极点为');p=eig(A)n=length(A);Q=zeros(n);Q(1,:)=C;fori=2:nQ(i,:)=Q(i-1,:)*A;endm=rank(Q);ifm==nH=place(A',C',op')';elsedisp('系统不是状态完全可观测')enddisp('状态观测器模型');est=estim(sysold,H);disp('配置后观测器的极点为');p=eig(est)运行结果：原系统的闭还极点为p=31.3050-31.3050-100.0000状态观测器模型实验预习评分：4二、实验原始（数据）记录实验时间：年月日（星期第节）实验同组人：如有实验数据表格，学生在实验预习时应画好实验数据表格，供实验时填写数据（本页如不够，可另附相同规格的纸张）。配置后观测器的极点为p=-103.0000-102.0000-100.0000[实验要求]1、求出系统的状态空间模型；2、依据系统动态性能的要求，确定所希望的闭环极点P；3、利用上面的极点配置算法求系统的状态反馈矩阵K；4、检验配置后的系统性能。指导教师批阅及签名签名：年月日5三、实验报告内容年月日实验报告内容原则上应包含主要实验步骤、实验数据计算（实验操作）结果、实验结果（疑问）分析等项目。1、某控制系统的状态方程描述如下：242471,0001,01000010000124503510CBA通过状态反馈使系统的闭环极点配置在P=[-30，-1.2,-2.44i]位置上,求出状态反馈阵K,并绘制出配置后系统的时间响应曲线。程序和结果：62、考虑下面的状态方程模型：0,001,10000,100008.20980010DCBA要求选出合适的参数状态观测器(设观测器极点为op=[-100;-102;-103])。实验报告评分：注：1、如个别实验的实验报告内容多，实验报告册页面不够写，或有识图、画图要求的，学生应根据实验指导老师要求另附相同规格的纸张并粘贴在相应的“实验报告册”中。2、实验报告册属教学运行材料，院系（中心）应按有关规定归档保管。7