西安交通大学xi'an jiaotong university第8章控制律设计方法1.状态空间方程2.PID控制3.线性二次最优控制算法（了解）4.鲁棒控制法5.模糊控制6.分数阶控制算法7. 小结航天航空学院
2 第8章 控制律设计方法 1. 状态空间方程 2. PID控制 3. 线性二次最优控制算法 4. 鲁棒控制法（了解） 5. 模糊控制 6. 分数阶控制算法 7. 小结
西安交通大学1状态空间方程xi'an jiao tong university一种振动控制系统（信号系统）的描述方法。设一动力学系统为：Mx+Cx+ Kx = F,u+ F,dF,u控制力项uF.d外界干扰项（含激振力和噪声输入）方程左乘M-1有x+ M-ICx+ M-IKx= M-1F,u+ M-F,d3航天航空学院
一种振动控制系统（信号系统）的描述方法。设一动力学系统为： 1 状态空间方程 Mx Cx Kx F u F d ++ = + u d u d F u F d ——控制力项 ——外界干扰项（含激振力和噪声输入） 方程左乘M-1有 11 1 1 u d x M Cx M Kx M F u M F d −− − − ++ = + 3
西安交通大学1状态空间方程xi'anjiaotonguniversity引入新的状态量Z则有xxM-'Cx-M-'Kx+M-'Fu+M-Fx011au+-M-'K-M-'C航天航空学院
引入新的状态量 x z x = 则有 11 1 1 u d x x z x M Cx M Kx M F u M F d −− − − = = −− + + 1 1 1 1 0 0 0 u d I x z u d MK MC x MF MF − − − − = + + − − 1 状态空间方程 4
西安交通大学1状态空间方程xi'an jiao tong university进一步观测信号，通过设计C。实现z= Az+ Bu+Qdyv(t)y=C.z + Dv(t)量测噪声(非必要）Matlab状态空间方程构造方法：SYS1 = SS(A,B,Cg,D,Ts)SYS2 = SS(A,Q,Cg,D,Ts)控制响应uSYS1dSYS2激励响应5航天航空学院
进一步 ( ) g z Az Bu Qd y C z Dv t =++ = + ( ) y v t ——观测信号，通过设计Cg实现 ——量测噪声（非必要） Matlab状态空间方程构造方法： SYS1 = SS(A,B,Cg,D,Ts) SYS2 = SS(A,Q,Cg,D,Ts) SYS1 SYS2 u d + y 控制响应 激励响应 1 状态空间方程 5
西安交通大学2PID控制xi'an jiao tong university（一）PID控制原理干扰d(t)比例PeU积分！对象执行机构微分DPID控制器是一种线性控制器，它根据给定参考信号r(t)和实际输出信号y(t)构成控制偏差信号e(t)，即e(t)=r(t)- y(t)对于振动控制问题，常取r(t)=0，对于响应跟踪问题，取其为目标响应轨迹。PID的控制律为de(t)K,比例系数e(t)-u(t) = K,dt+dt或传递函数形式T，积分时间常数u(s)T,微分时间常数G(s)Tse(s)航天航空学院
2 PID控制 比例系数 积分时间常数 微分时间常数 比例P 积分I 微分D 执行机构 对象 干扰d(t) r + e - + + + u y PID控制器是一种线性控制器，它根据给定参考信号r(t)和实际输出信号y(t) 构成控制偏差信号e(t)，即 对于振动控制问题，常取r(t)=0，对于响应跟踪问题，取其为目标响应轨迹。 PID的控制律为 或传递函数形式 et rt yt () () () = − 0 1 ( ) () () () + t p D I de t u t K e t e t dt T T dt = + ∫ () 1 ( ) (1 ) ( ) p D I u s Gs K Ts es Ts = = ++ p I D K T T （一）PID控制原理 6