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利用MATLAB实现极点配置、设计状态观测器（现代控制）

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实验报告

实验名称利用MATLAB实现极点配置、设计状态观测器

系专业自动化班姓名学号授课老师预定时间

实验时间

实验台号

一、目的要求

1、掌握状态反馈和输出反馈的概念及性质。

2、掌握利用状态反馈进行极点配置的方法。学会用MATLAB求

解状态反馈矩阵。

3、掌握状态观测器的设计方法。学会用MATLAB设计状态观测

器。

4、熟悉分离定理，学会设计带有状态观测器的状态反馈系统。

二、原理简述

1、状态反馈和输出反馈

设线性定常系统的状态空间表达式为

Cx

yBuAxx=+=

如果采用状态反馈控制规律u=r-Kx，其中r是参考输入，则状

态反馈闭环系统的传递函数为：

BBKAsI

CGk1)]([=

2、极点配置

如果SISO线性定常系统完全能控，则可通过适当的状态反馈,将

闭环系统极点配置到任意期望的位置。

MATLAB提供的函数acker()是用Ackermann公式求解状态反馈

阵K。该函数的调用格式为

K=acker(A,B,P)

其中A和B分别为系统矩阵和输入矩阵。P是期望极点构成的向

量。

MATLAB提供的函数place()也可求出状态反馈阵K。该函数的

调用格式为K=place(A,B,P)

函数place()还适用于多变量系统极点配置，但不适用含有多重期

望极点的问题。函数acker()不适用于多变量系统极点配置问题，但适

用于含有多重期望极点问题。

三、仪器设备

PC计算机，MATLAB软件

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3

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5

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