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： 0810*******
指导老师： 宁宇
韶关学院教务处编制
一、实验预习
报告
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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。
(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：
(4.2)
[实验内容]
1、 某控制系统的状态方程描述如下：
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：
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=[0 1 0;980 0 -2.8;0 0 -100];
B=[0;0 ;100];
C=[1 0 0];
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;
for i=2:n
Q(i,:)=Q(i-1,:)*A;
end
m=rank(Q);
if m==n
H=place(A',C',op')';
else
disp('系统不是状态完全可观测')
end
disp('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：
二、实验原始（数据）
记录
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实验时间： 年 月 日（星期 第 节）
实验同组人：
如有实验数据
表
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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
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：
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：
2、 考虑下面的状态方程模型：
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。
浙公网安备 33021202002483