第8章状态反馈控制与状态观测器设计 8.1状态反馈与输出反馈 8.1.1状态反馈 图8.1所示是一单输入单输出连续系统状态反馈的例子

能控性、能观性和稳定性一样,是控制系统的重要性质,是实现各种控制 和状态估计的基础,在控制理论中起着核心的作用。 系统的状态空间描述可用图6.1表示

当系统受到扰动后,其状态偏离平衡状态,在随后所有时间内,系统的 响应可能出现下列情况:

2.1控制系统数学模型的概念 控制理论分析、设计控制系统的第一步是建立实际系统的数学模型。所谓数学模型就是 根据系统运动过程的物理、化学等规律,所写出的描述系统运动规律、特性、输出与输入 关系的数学表达式

1、相对稳定性:在穿越点或穿越点附近斜率为-20 db/ dec(仅当 没有右半平面的零点)。 2、稳态精度:低频段渐近线 3、工作区间内的精度:在适当的频段需要至少20dB 穿越频率:是带宽和响应速度的度量。a

1波特图 波特图和极坐标图一样,得到了广泛的使用。你们将发现,波特 图比极坐标图更容易绘制。我们还可以看到,根据波特图可以很快确 定系统各方面的性能

当我们在时域上对控制系统进行分析研究时,我们运用二阶系统 作为研究各种指标如超调量、上升时间、调节时间等的模型。尽管这 些指标特别针对二阶系统,但是我们也会发现对于分析更复杂的系统 它们也是很有用的。我们所作的基本假设是,对大多数系统来说,存 在一对主导极点,它们可以决定更大、更复杂系统的总的行为

通常,在没有开环极点位于右半平面上的情况下,可以用增益裕 量和相角裕量来评价反馈控制系统的性能。特别地,可以根据-点附 近区域内的奈奎斯特图对系统进行性能评价。 现在考虑-1点到G(jo)曲线上的任一点的向量,它实际上就是 G(jω)+1。因此,频率为ω的闭环响应的模即为这两个向量的比值

通过考虑s平面内的D型围线,可以获得一种重要的并且很有用 的控制系统的设计方法。D型围线如下所示: 注意到该曲线的垂直部分穿越了整个虚轴,这也正是我们所知的 G(s)平面上的系统的频率响应

麻省理工学院：《自动控制原理》课程教学资源（课件讲义）第30讲 Nyquist图举例