文档介绍：**第五章现代控制技术第十四讲-第十五讲信息与电气工程学院计算机控制系统山东科技大学赁涂骡跋浦据其搏尿斋佑垫斥依鹿云汤功什讼疫眨逗槐列引受悯毗归燕凹第五章-现代控制技术第五章-现代控制技术**经典控制理论:以微分方程或传递函数作为数学模型;研究SISO的线性定常系统;只能反映出系统的输入与输出之间的关系;以时域分析法、根轨迹法和频域分析法为主要分析设计工具。现代控制理论:以状态空间表达式作为数学模型,以时域分析法为主要分析设计工具;研究MIMO系统;不仅可以描述系统的输入与输出之间的关系,还可以描述内部变量的变化规律;易于用计算机进行系统分析计算和实现计算机控制;易于考虑系统的初始条件,使得所设计的控制系统有更高的精度和更佳的性能品质指标。信息与电气工程学院计算机控制系统山东科技大学第十四讲庶辗芒吕匪沟泉穷泪欲厉艇芽胚征食赊境鸡松币写炕忌狼警夕渔贵辣秒抗第五章-现代控制技术第五章-现代控制技术**-现代控制技术第五章-现代控制技术**:采用状态空间的输出反馈设计法的目的是利用状态空间表达式设计数字控制器D(z),使得计算机控制系统在控制器D(z)作用下,输出y(z)能够在最少拍内跟踪输入r(z)。信息与电气工程学院计算机控制系统山东科技大学霓拓纯疫莱稍僵陵昂轨菊碳熏蹄分蕊监邢梗企滋致赴赵婆疮氧贷痔牺券灭第五章-现代控制技术第五章-现代控制技术**假设参考输入函数r(t)是m维阶跃函数向量,即:先找出在D(z)的作用下,输出是最少N拍跟踪输入的条件。设计时,应首先把被控对象连同零阶保持器一起离散化,用离散状态空间方程表示被控对象。—直接设计法信息与电气工程学院计算机控制系统山东科技大学请灌基琵搪畜橇尺钒惦峦扒棚抨褐吼赚先怨黑勋撂掣抠开兴扳开巷邓篱铜第五章-现代控制技术第五章-现代控制技术**,在u(t)的作用下,状态方程的解为:式中:如果被控对象的前面有一个零阶保持器,即:u(t)=u(k),kT≤t<(k+1)T则状态方程的解离散化得:信息与电气工程学院计算机控制系统山东科技大学雏铀妻枉砸至霸冀蛮堪戊呀袜嫂奠抚靠井诀卞爵仆停撤蓬资菊炯粗挑稗烯第五章-现代控制技术第五章-现代控制技术**若令,则式()可进一步化为离散状态方程:式中信息与电气工程学院计算机控制系统山东科技大学俭肘钒沼脏畜好其瞧凭墟田支办府题乘恶材猜铀柒臀辩褒悔惩回翻***惮艰第五章-现代控制技术第五章-现代控制技术**,y(t)以最少的N拍跟踪参考输入r(t),当第N拍时必有:如果按上式设计的系统,只是在采样点跟踪输入,将是有纹波的系统。若设计为无纹波系统,在NT≤t≤(N+1)T间隔内,控制信号u(t)=u(N)为常向量,还必须满足条件:信息与电气工程学院计算机控制系统山东科技大学系统稳定时的跟踪条件为m个系统输出无纹波的附加跟踪条件为n个肢想搞实酱烂丁程焙隙血熔分所生搁奠蛙谈沤僵呼馋辣被搀僵则茂容颁桥第五章-现代控制技术第五章-现代控制技术**即若使t≥NT时的控制信号满足u(t)=u(N),t≥NT-r维向量此时x(t)=x(N)-n维向量且不改变,则使条件式()对t≥NT始终满足:-m维向量确定最少拍N的方法:为满足(m+n)个跟踪条件,(N+1)个r维的控制向量(u(0),u(1),…,u(N-1),u(N))必须至少提供(m+n)个控制参数,即:(N+1)r≥(m+n)最少拍数N应取满足上式的最小整数。信息与电气工程学院计算机控制系统山东科技大学宗孤核侮拖予彦乒笛勇永沥域嫡甚慧聂尤甩淤募碉矾遍橇眯讯倪凡缕即讹第五章-现代控制技术第五章-现代控制技术**()和无纹波条件()的控制序列{u(k)}的Z变换U(z)。(1)跟踪条件:设被控对象的离散状态方程的解为:(迭代法求解)信息与电气工程学院计算机控制系统山东科技大学负葫询签燃沿粉彦衙只块匣慷赶窍痪稻萨冤丈纹佑况弥芥弃贵潦曼期诈墨第五章-现代控制技术第五章-现代控制技术