《多变量控制系统》.pdfVIP

TITO过程的闭环阶跃测试

TITO系统结构

StepResponseforTITOSystems

TITO过程的闭环阶跃测试

TITO过程的闭环阶跃测试

DecentralizedScheme

一般MIMO过程的辨识

MIMO系统结构

系统分解控制信号的定义

一般MIMO过程的辨识

辨识系统参数的方法

•独立单回路测试：结构简单，计算量少，对扰动敏感

•分散继电器测试：闭合回路，对扰动不敏感，不易得

到极限环，建模困难

•开环阶跃测试：叠加原理

给定一个过程控制系统

系复杂过程控制

统

参非最小相能够正确选择被控对象，

位系统

数被控变量，操纵变量，…

过程控制系统的

根本概念

能够正确画出系统的框图

系根据控制目标选择适

统宜的控制规律

参

数

未控制器参数整定

知

验证性能评估指标

第四章多变量控制系统

Highlights

•What’sMIMOsystems

•WhywestudyMIMOsystems

•HowtodesignforMIMOsystems

4.1多变量系统的根底概念

多变量系统的结构特点

单入单出系统〔SISO〕:

多输入多输出系统〔MIMO〕:

n=m:方系统；nm:瘦系统；nm:胖系统

4.1多变量系统的根底概念

多变量系统的模型特点

单变量系统传递函数：

多变量系统传递函数矩阵：

4.1多变量系统的根底概念

多变量系统的定义

具有多个输入量或输出量的系统，又称多输入多输出系

统

MIMO系统特有的一些问题

•强关联性

•可行性

•能控性和能观性

•抗干扰性

•…

4.2MIMO系统的稳定性分析

MIMO传递函数模型为

其中

4.2MIMO系统的稳定性分析

MIMO状态空间模型为

进行Laplace变化可得：

4.2MIMO系统的稳定性分析

稳定性分析：

•状态空间形式MIMO系统是开环稳定的，当且仅当

矩阵A的所有特征值有负实部。

•MIMO系统的传递函数矩阵的所有极点都在左半平面，

系统是稳定

uMIMO系统的极点是每一个传递函数元素的所有极点的集合

uMIMO系统的零点是传递函数倒数的极点

Ø方多变量系统的零点就是传递函数矩阵行列式的零点

Ø非方多变量系统的零点定义为使传递函数降秩s的值

4.2MIMO系统的稳定性分析

选取控制器Gc(s),可得MIMO的闭环传递函数矩阵为：

SISOMIMO

极点为极点为回差矩阵多项式的根

4.3耦合测度与配