《自动控制原理》课程教学资源（PPT课件）第八章 控制系统分析与设计的状态空间方法（综合与设计）

比较反馈前后的状态传递函数 无反馈时x= 0x+0u 013 X()=G(s儿(),G(s)=(s-4B(s+1(s-3) S-3 A=(s-3)(s-1.414(+L.414) 有反馈时x=(A-BKx+Br,∴X(s)=G/(SU(s) (s+1)(s-3) G(s=(sl-A+ BK)B s-3 A=(s+1)(s2+4s+13)状态反馈只改变极点 不改变零点

11 比较反馈前后的状态传递函数 u 0 0 1 x 0 1 3 1 1 0 1 1 0 x         +         无反馈时  = − (s 3 )( s 1.414 )( s 1.414 ) 1 s 3 (s 1 )( s 3 ) 1 X(s ) G(s )U(s ), G(s ) (sI A) B 1 = − − +         − + −  = = − = −   x ( A BK )x Br , X(s) G (s)U(s), = − +  = f 有反馈时  (s 1 )( s 4s 13 ) 1 s 3 (s 1 )( s 3 ) 1 G (s ) (sI A BK ) B 2 1 f = + + +         − + − = − + = −   状态反馈只改变极点， 不改变零点

状态反馈系统的仿真结构图 取D=0,C Clock To Workspace 1 x= AX+Bu x(t) y= CX+Du Step Scope State-Space B835136]u To Workspace 程序:ac8nol 12

12 状态反馈系统的仿真结构图 程序：ac8no1 取 D=0, C=I x(t )

仿真结果:零状态响应 0.1 0.05 3 -0.05 r(t)=l(t) -0.1 0.15 1 -0.2 0.3 13

13 仿真结果：零状态响应 x1 x3 x2 r(t ) = 1(t )

仿真结果:零输入响应 5 -10 -15 初始状态x(0)=0 8 4

14 仿真结果：零输入响应 x1 x3 x2          − = 1 0.5 1 0 初始状态 x( 0 )

例:系统的状态方程同前例 x=1-10x+0|l 通过状态反馈,将系统的闭环极点配置为 了3 15

15 u 0 0 1 x 0 1 3 1 1 0 1 1 0 x           +            = − 通过状态反馈，将系统的闭环极点配置为 1 1 = 2 = 3 = − 例： 系统的状态方程同前例