计算机控制系统:形状空间设计与观测器构建
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更新于2024-06-29
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"该资源是一个关于计算机控制系统的状态空间设计的32页PPT,主要讨论了形状空间设计方法,包括形状观测器的设计以及降维形状观测器的设计。内容涵盖了系统可观测性检查、 Ackerman算法的应用、极点配置、控制代价的量化以及混沌电路中的应用示例,如蔡氏电路的同步和混沌特性分析。"
在计算机控制系统中,状态空间设计是一种重要的理论与实践方法,它通过建立系统的状态方程来分析和设计控制器。本PPT详细讲解了如何利用形状空间设计方法来优化控制系统的性能。
首先,介绍的是形状观测器的设计,它的主要作用是为系统提供控制输入,以达到期望的控制效果。设计时需要考虑观测器的动态过程必须比系统本身快,以确保能够及时获取准确的状态信息。方法一是通过解联立方程来求得形状反应增益向量,适用于低阶系统的控制设计。方法二是利用能控规范型和Ackerman算法,这是一种常用的MATLAB程序实现方式,用于计算观测器的增益矩阵。在MATLAB程序中,会先检查系统的可观测性,然后进行观测器的设计。
接着,PPT提到了具有形状观测器的极点配置,将2n维闭环系统的极点分为两部分,一部分是系统自身的极点,另一部分是观测器的极点。设计的目标是调整这些极点的位置,以满足特定的控制性能要求。同时,控制过程中的能量消耗可以通过控制量的加权平方和来定量表示,这反映了控制的代价。
此外,PPT还探讨了性能指标的确定,例如偏差平方积分目的,其值越小代表控制性能越好。在MATLAB程序中,可以根据这些性能指标和权矩阵来进一步优化观测器的特征多项式。
混沌电路,特别是蔡氏电路,作为示例被引入,以展示形状观测器方法在实际系统中的应用。通过耦合和同步方法,可以分析混沌电路的复杂行为,并设计相应的形状观测器来实现混沌同步。
总结来说,这个PPT详细阐述了计算机控制系统的状态空间设计,尤其是形状观测器的设计及其在混沌电路中的应用,为理解和实现高性能控制系统提供了理论基础和实用技巧。对于理解和掌握控制系统设计,特别是高阶或非线性系统的控制,这一资源是非常有价值的。
2022-11-18 上传
2022-11-14 上传
2022-11-18 上传
2022-11-13 上传
2022-11-14 上传
2022-11-14 上传
黑色的迷迭香
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