现代控制实验5doc.docx

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现代控制实验5doc

现代控制理论实验报告

专业:

自动化班级:

自动F1207姓名:

吴育敬

学号:

1313完成日期：

成绩评定:

1、实验题目

状态反馈控制器设计

2、实验目的

1.掌握状态反馈和输出反馈的概念及性质。

2.掌握利用状态反馈进行极点配置的方法。

学会用MATLAB求解状态反馈矩阵。

3.掌握状态观测器的设计方法。

学会用MATLAB设计状态观测器。

4.熟悉分离定理，学会设计带有状态观测器的状态反馈系统。

3、实验过程及结果

1求解系统的零点、极点和传递函数，并判断系统的能控性和能观测性

所以系统是能控能观

2分别选取K=[030]，K=[132]，K=[016/3–1/3]为状态反馈矩阵，求解闭环系统的零点、极点和传递函数，判断闭环系统的能控性和能观测性。

它们是否发生改变?

为什么？

K=[030]

其状态空间模型

其零极点模型

其传递函数模型

能控性

能观性

引入状态反馈后系统能观性能控性没变能观性也没变

K=[132]

状态空间模型

ZPK模型

能控性

K=[016/3–1/3]

状态空间模型

Zpk模型

传递函数模型

任选三个输出反馈矩阵，求解闭环系统的零点、极点和传递函数，并判断系统的能控性和能观测性。

它们是否发生改变?

为什么？

选择G=【123】

状态空间模型

ZPK模型

Tf模型

能控能观

2.

求解系统的极点。

绘制系统的单位阶跃响应曲线，并确定系统的超调量和上升时间。

建立状态空间

建立ZPK模型

建立TF模型

单位阶跃响应曲线

求解状态反馈矩阵K，使闭环系统的极点为和。

求解状态反馈系统的传递函数。

绘制该闭环系统的单位阶跃响应曲线，并确定系统的超调量和上升时间。

与原系统比较,性能是否改善？

阶跃响应曲线

设计一个全维观测器，使观测器的极点为-5，-5，-5。

仿真状态观测器观测到的状态