编写matlab程序,通过坐标变换和反馈控制,构造系统的Brunovsky标准型
时间: 2024-02-29 12:51:41 浏览: 67
为了构造系统的Brunovsky标准型,我们需要进行以下步骤:
1. 将系统的状态空间表示为可观性形式
2. 对状态变量进行坐标变换,得到新的状态向量
3. 设计反馈控制器,使得新系统的矩阵形式为Brunovsky标准型
下面是matlab程序的实现:
假设系统的状态空间表示为 A、B、C、D,其中A是n×n的矩阵,B是n×m的矩阵,C是p×n的矩阵,D是p×m的矩阵。
1. 将系统的状态空间表示为可观性形式
我们可以使用matlab中的"obsv"函数来检查系统是否可观,如果可观,则表示系统的状态空间表示为可观性形式。
```matlab
O = obsv(A,C);
rank(O)
```
如果rank(O)=n,则表示系统是可观的。
2. 对状态变量进行坐标变换,得到新的状态向量
我们需要设计一个可逆的线性变换,将系统的状态向量x变换为y,使得新系统的矩阵形式为Brunovsky标准型:
```
dy/dt = Ay + B1u
y = T*x
x = T^-1*y
```
其中,A是n×n的矩阵,B1是n×m的矩阵,T是n×n的可逆矩阵。
我们可以选择一个特定的矩阵T,例如:
```
T = [C;
C*A;
C*A^2;
...
C*A^(n-1)];
```
然后,我们可以计算T的逆矩阵:
```
T_inv = inv(T);
```
最后,我们可以根据坐标变换公式得到新的系统矩阵:
```
A_new = T_inv * A * T
B1_new = T_inv * B
C_new = C * T
D_new = D
```
3. 设计反馈控制器,使得新系统的矩阵形式为Brunovsky标准型
我们可以使用matlab中的"place"函数来设计反馈控制器,使得新系统的矩阵形式为Brunovsky标准型。具体实现方法如下:
```
P = [-1 -2 -3 -4 -5]; % 设计极点
K = place(A_new, B1_new, P); % 计算反馈控制器增益矩阵K
```
最后,我们可以计算新系统的矩阵形式:
```
A_B = A_new - B1_new * K
B_B = eye(n)
C_B = K
D_B = zeros(n,m)
```
至此,我们就成功地构造了系统的Brunovsky标准型。
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