自动控制原理实验四-状态观测器

搭建状态观测器,这里在simulink中用积分器实现系统搭建。举例如下:
自动控制原理实验四-状态观测器
实验内容1.
系统结构图如下图所示。
自动控制原理实验四-状态观测器
设计状态反馈阵K,使其动态性能指标满足如下要求:
超调量自动控制原理实验四-状态观测器
峰值时间
自动控制原理实验四-状态观测器

为了满足系统超调量的要求,取e=0.5;为了满足峰值时间的要求,w=10;
可推得A=[-20 20; -1 0]; B=[0; 1]; C=[1 0],系统可控,实现图如下:
自动控制原理实验四-状态观测器
K = [14 -10]

实验内容2.
为给定系统配置状态观测器:
自动控制原理实验四-状态观测器
先根据传递函数写出状态方程,然后根据期望的系统极点和观测器极点设计K和H。这里根据分离定理,系统极点和观测器极点互不影响。
自动控制原理实验四-状态观测器
最后放一个同时有观测器和配置极点的系统,以及输出信号的对比:
自动控制原理实验四-状态观测器
自动控制原理实验四-状态观测器
左图为被控对象状态,右图为观测器输出状态,可以看到二者完全一致!