[现代控制理论3-2(1)] 极点配置-状态反馈-直接法
**反馈控制的舞台**
反馈控制是现代控制理论的基石，它通过两种主要形式呈现：输出反馈和状态反馈。输出反馈利用系统的输出信号来调整控制，而状态反馈则利用系统的全部状态信息构建控制律，尽管这可能导致非线性反馈。在状态空间模型中，我们可以通过调整状态反馈矩阵\( k \)来影响系统特征值，从而实现性能优化。
**分类与策略**
反馈控制进一步细分为静态和动态反馈，如状态观测器，它们各自在系统综合中扮演着重要角色。静态反馈影响系统性能，而动态反馈则扩展了系统的控制能力。线性状态反馈控制律的关键在于Reglermatrix，它直接决定了闭环系统的特征值，对自治齐次系统尤其显著。输入整型，也称为前置滤波，是后续章节的重点，它确保系统在稳定状态下具有精确控制行为。
**极点配置的圣杯**
极点配置的核心任务是通过选择反馈矩阵\( R \)，精确地调整闭环系统的特征值，以实现所需的性能和稳定性。对于SISO系统，完全可控的情况下，极点配置提供了唯一的解决方案；而在MIMO系统中，可能需要解决多个Synthesegleichungen，以实现基本的极点配置。对于欠定系统，解的多样性使得设计更具挑战性，这在俞立的133页有所阐述。
**控制矩阵的艺术**
在状态反馈中，稳定性是首要考虑的，通过Lyapunov稳定理论，选择特征值（极点）的实部位于左半复平面，确保了系统的数值仿真表现出优良的动态响应。极点配置分为两步：首先，确定期望的极点位置，随后通过系数比较法来调整控制矩阵，确保闭环特征多项式与目标一致。
**阿克曼公式的力量**
对于完全可控的SISO系统，阿克曼公式成为寻找反馈控制器的利器，它直接给出了反馈增益矩阵的计算方法。这个公式不仅在状态反馈配置中与SISO Ackerman公式密切相关，而且它还揭示了反馈系统能控性的充要条件——特征值的可配置性。
**离散系统的延伸**
尽管我们主要聚焦于连续系统的极点配置，但相关章节同样讨论了离散系统中的这一技术，为实践应用提供了全面的视角。例如，Verladebrücke控制案例以及俞立著作中的相关内容，都是极点配置在实际问题中的精彩展现。
总结而言，极点配置在现代控制理论中扮演着不可或缺的角色，它通过直接法在能控标准型下，精准地调整系统特性，确保了反馈控制系统的稳定性和性能。无论是简单的SISO系统还是复杂的MIMO系统，阿克曼公式都是我们设计优化控制策略的重要工具。
851自动控制原理
2．现代控制 物理系统的连续(离散)状态方程描述、系统的能控性和能观性、极点配置控制器设计、状态观测器设计 3．计算机控制 采样信号描述、星号拉普拉斯变换及性质；零阶保持器及性质；Z变换；离散系统的脉冲传递函数；混合系统的离散化；离散系统稳定性；离散系统直流增益及稳态误差计算；离散系统的动态...
急求一篇关于数控车床的毕业论文
武汉:武汉理工大学出版社,2002.[3] 李三东,薛花.基于Matlab永磁同步电机控制系统的仿真建模[J].江南大学学报,2004,(2):115-120.[4] 杨平,马瑞卿,张云安.基于Matlab永磁同步电机控制系统的建模仿真方法 [J].沈阳工业大学学报,2005,(4):195-199.[5] 侯媛彬,嵇启春,张建军,杜京义.现代控制理论基础[M].北京...
组合导航技术
有三个重要前提推动了组合导航的发展:首先,远程\/长航时以及武器投放、侦察\/反潜以及变轨控制等任务对导航系统提出了更高的要求;第二,现代控制理论的兴起和发展,特别是卡尔曼滤波技术的出现,为组合导航提供了理论基础和数学工具;第三,数字计算机的蓬勃发展为应用卡尔曼滤波方法解决组合导航问题提供了现实可行的条件。 在...
太原理工大学 自动化专业大二大三大四用哪些教材呀?
5．模拟电子技术 6．机械设计原理 7．电子电路EDA 8．信号与系统 9．自动控制原理 10．微机原理及接口技术 11．通信原理概论 12．传感器基础 13．电机基础 14．电机与拖动 15．电力电子技术 16．计算机控制技术 17．自动化技术导论 18．计算机网络与通信 19．运动控制系统 20．现代控制理论 21．单片机...
第三篇(第7,8,9章)模型预测控制及其MATLAB实现
模型预测控制算法由于采用了多步预测、滚动优化和反馈校正等控制策略，因而具有控制效果好、鲁棒性强、对模型精确性要求不高的优点。3实际中大量的工业生产过程都具有非线性、不确定性和时变的特点，要建立精确的解析模型十分困难，所以经典控制方法如PID控制以及现代控制理论都难以获得良好的控制效果。而模型...
PID与PLC控制的异同
同时,控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接口。控制器的输出经过输出接口、执行机构,加到被控系统上;控制系统的被控量,...
中国科学院系统科学研究所的系统控制重点实验室
系统控制重点实验室于1994年底经中国科学院批准正式成立。其前身是1962年3月成立于中国科学院数学研究所的控制理论研究室，是中国最早从事现代控制理论研究的单位。首任室主任为著名科学家关肇直院士、副主任为宋健院士。四十多年来，该室无论在控制理论基础方面还是在国防和工程、经济等应用方面都取得了令...
电子科技大学控制科学与工程考研经验?
自控这门课学起感觉不难,另外,电子科技大学专业课还有现代控制部分,线控这部分,通过做真题,自己再总结总结就能够应付得了,如果后期真觉得自己解决不了,也继续学习现代控制理论部分,完全可以应对电科的题! 数学基础阶段 ——线代→高数→概率 我差不多三月份开始复习,本科学过自动控制原理,但是没有现代控制理论。我...
电气工程及自动化专业考研专业课初试科目
综合知识二:包括:1、数据库40%2、软件工程30%,3、计算机网络30% 考生二选一 [模式]838自动控制原理 复试:综合知识(1、微机原理50%,2、计算机控制系统部分50%) 东华大学 424自动控制理论或425电路原理或426微型计算机原理及应用 复试笔试科目:[双控\/智能\/系统]现代控制理论基础或计算机控制技术 [检测]电子技术或...
自动控制原理 根轨迹 零点在复平面上怎么画
到战后，已形成完整的自动控制理论体系，这就是以传递函数为基础的经典控制理论，它主要研究单输入单输出的线形定常数系统的分析和设计问题。2应时而生编辑 20世纪60年代初期，随着现代应用数学新成果的推出和电子计算机的应用，为适应宇航技术的发展，自动控制理论跨入了一个新的阶段——现代控制理论。它...
都都宜立： 一个传递函数有三个形式:1,只有分子,分子多项式=0,求得的解就是零点.2.只有分母,另分母多项式=0,求得的解就是极点.3.有分子和分母,那么分子的解就是零点,分子的解就是极点.
铜山县19770791806： 现代控制理论由闭环传递函数怎么求得希望极点 - ？
都都宜立： 不是.传递矩阵只有在多个输出/输入的情况下才会出现.单输入单输出用传递函数就可以了.传递函数也可以用LTI的A,B,C,D矩阵来表示.闭环传递函数是经典控制理论里的东西.
铜山县19770791806： 现代控制理论零极点对消什么意思 - ？
都都宜立： 零极点对消指的是当零点与极点十分接近时(一般两点距离小于这两点与其他零点或极点的距离的1/10~1/5),称该两点对消. 其实就类似分子与分母一样的时候相消,分子零点,分母级点.注意事项: 零极点本来就是用来描述电路特性的,在当频率在某个零点处,系统的幅值增益增加20dB/dec,在某个极点处减小20dB/dec,但其相位特性还得依据实际电路来决定. 零极点分布图中:零点用圈儿表示,极点用叉表示. 系统左半平面的极点,使系统稳定性增加,使调节时间变长,越靠近虚轴,对系统影响越大.
铜山县19770791806： 经典控制理论传递函数的极点和现代控制理论系统矩阵的特征值,都决定系统固有特征值.如何统一认识二者？
都都宜立： 经典控制是SISO系统,现代控制是MIMO系统,个人认为实质上一样的,只不过因为系统的表述方式不一样,所以出现了两种表示方式.
铜山县19770791806： 请问自动控制原理中的零点和极点是什么意思? ？
都都宜立： 如果是普通根轨迹,那么开环的零点就是闭环的零点,这很好理解.但是对于参数根轨迹,是把本来的特征方程凑成1+K*G(s)H(s)=0的形式,这里的K*G(s)H(s)已经不是原来系统的开环传递函数了,K*G(s)H(s)的零点只是画根轨迹时候用一下,并不是开环的零点,同时也不是闭环的零点. 在画参数根轨迹(或者说广义根轨迹)的时候,不要把方程变形后里面的K*G(s)H(s)的零点当成系统的开环或闭环零点,要求零点的话需要从原来的(变化前的)开环函数里看.
铜山县19770791806： 在做现代控制理论极点配置实验时,MATLAB出现了如下错误, 请问是怎么回事,请高手指点,如何改正,错误出a=[0 1;2 3] >> b=[0 1]' >> c=[1 0]; >> d=[0]; ... - ？
都都宜立：[答案] 应该是矩阵a的秩为1导致的; 不过若用acker函数则有结果 >> K=acker(a,b,sx) K= 3 5
铜山县19770791806： 信号与系统中临界稳定的意思 - ？
都都宜立： 信号的输出为f[2k]时,输出为y[k].那么当输入有一个时移k0的时候,输入为f[2k-k0],输出为y=f[2k-k0]=f[2(k-k0/2)]=y[k-k0/2]线性系统的定义为当输入时移为k0输出的时移要为k0,可是这个系统的输出的时移却为k0/2,所以此系统并不是是不变系...
铜山县19770791806： 自动控制原理:常系数线性方程可否状态解耦的判别与极点配置法求状态解耦函数.解决后追加100,只等一天.设个例题吧:x'=Ax+Bu,y=CxA为3*3矩阵:行向... - ？
都都宜立：[答案] 原谅我没有手算,太累了.学了好久.你这个例子不典型,:我把课本上的方法放在这里:申明:下例方法没有极点配置,全在 0,如需要可以自行到上面图片中找.所述矩阵见图.A=[0 0 0;0 0 1;-1 ...
铜山县19770791806： 现代控制理论中 ,题目已知开环传函,没有说是单位负反馈,用状态反馈配置极点,,求反馈增益矩阵K - ？
都都宜立： 小伙子:你觉得状态反馈是干嘛的呢?属于反馈么?它就是反馈呀……所以,状态空间总是开环的,她在等你给她弄一反馈矩阵呢!单位正负反馈都是状态反馈的特殊形式,显然我们用状态反馈得到的控制效果要比用单位反馈好得多.直接法:|SI-A+BK|=(S+λ1)(S+λ2)......(S+λn).希望我讲明白了,也希望你懂了!有道理,我后天给你答复!
铜山县19770791806： 如何提高自动控制系统的响应速度? - ？
都都宜立： 可能是你系统用得太久了,xp都是这样的,用久了垃圾文件就多. 如果是用得久(一般3.4个月以上)就直接重装系统吧,重装后别忘了装一键还原,方便以后重张;要养成按规律重装的习惯. 如果用得不久的话,可能是你启动的项目开得太多...
