实验六控制系统极点的任意配置

实验六控制系统极点的任意配置实验六控制系统极点的任意配置实验六控制系统极点的任意配置一、实验目的 (1)掌握用状态反馈的设计方法实现控制系统极点的任意配置; (2)用电路模拟的方法，研究参数的变化对系统性二、实验原理内容用全状态反馈实现二阶系统极点的任意配置，并用电路模拟的方法予予以实现; 理论证明，通过状态反馈的系统，其动态性能一定会优于只有输出反馈的系统。设系统受控系统的动态方程为， x,Ax，bu y,cx 图6-1为其状态变量图。图6-1 状态变量图 K,[kk...k]令，其中，为系统的给定...

实验六控制系统极点的任意配置实验六控制系统极点的任意配置一、实验目的 (1)掌握用状态反馈的设计方法实现控制系统极点的任意配置; (2)用电路模拟的方法，研究参数的变化对系统性二、实验原理内容用全状态反馈实现二阶系统极点的任意配置，并用电路模拟的方法予予以实现; 理论证明，通过状态反馈的系统，其动态性能一定会优于只有输出反馈的系统。设系统受控系统的动态方程为， x,Ax，bu y,cx 图6-1为其状态变量图。图6-1 状态变量图 K,[kk...k]令，其中，为系统的给定量，为系统状态rxu,r,Kxn，112n 1，1变量，为控制量。则引入状态反馈后系统的状态方程变为 u ， x,(A,bK)x，bu 相应的特征多项式为 K[kk...k]，调节状态反馈阵的元素，就能实现闭环系统det[SI,(A,bK)]12n极点的任意配置。图6-2为引入状态反馈后系统的方框图。图6-2 引入状态变量后系统的方框图实验时，二阶系统方框图如6-3所示。图6-3 二阶系统的方框图引入状态反馈后系统的方框图如图6-4所示。 ,,0.20根据状态反馈后的性能指标:Tp,0.5s，， p 试确定状态反馈系数K1和K2 图6-4 引入状态反馈后的二阶系统方框图三、实验设备: THBDC-1实验平台 THBDC-1虚拟示波器四、实验步骤 (1) 引入状态反馈前根据图6-3二阶系统的方框图，设计并组建该系统相应的模拟电路，如图6-9所示。图6-9 引入状态反馈前的二阶系统模拟电路图在系统输入端加单位阶跃信号，用上位机软件观测c(t)输出点并记录相应的实验曲线，测量其超调量和过渡时间。 (2)引入状态反馈后请预先根据前面给出的指标计算出状态反馈系数K1、K2。要提问～根据图6-4引入状态反馈后的二阶系统的方框图，设计并组建该系统相应的模拟电路，如图6-10所示。图6-10 状态反馈后的二阶系统模拟电路图在系统输入端加单位阶跃信号，用上位机软件观测c(t)输出点并记录相应的实验曲线，测量其超调量和过渡时间，然后分析其性能指标。调节可调电位器Rx或Rx值的大小，然后观测系统输出的曲线有什么变化，并分析其12 性能指标。五、预习与回答: 1. 判断系统的能控性。 2. 计算输出反馈时的超调量和过渡时间 3. 计算满足性能指标时的状态反馈系数，实验前提问～ 4(试说明状态反馈和状态观测之间的联系。

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