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状态反馈与状态观测器

实验状态反馈与状态观测器

一、实验目的

1．自学全系列状态意见反馈布局极点的方法。2．自学降维状态观测器的设计方法。

3．学习带有状态观测器的状态反馈系统的设计方法。

二、实验仪器

1．el-at-ii型自动控制系统实验箱一台2．计算机一台

三、实验建议

1．1）用全状态反馈配置极点的方法，按给定的性能指标进行综合设计。

2）检验极点布局理论的正确性。

2.设计一个带有状态观测器的状态反馈系统。

四、实验前分析排序和设计

已知被控系统如图所示：

u

10.05s+1x210.1sx1y

图5-1被控系统结构图

1、设计一个全状态反馈系统，闭环系统性能要求为ξ=0.707，ts≤0.2s.设计k阵，

并

图画出来尖萼电路图挑选适当元件参数。

2、假设x２不能直接测量，设计一个降维状态观测器将x２进行估计得到估计值，然

后用

2形成全系列状态意见反馈，并使闭环系统ξ=0.707，ts≤0.2s，并图画出来尖萼

电路图挑选x1和x独以适当元件参数。

100k50k1uf1ufda1100k25k2-out650k2-out63100k+3+x2100k2-out6x1ad131k100k0-

6out+321k0+1k100k01k0

图5-2状态反馈系统演示电路图

图5-3带有状态观测器的状态反馈系统模拟电路图

五、实验步骤

1.连接被测量典型环节的模拟电路。电路的输入u1接a/d、d/a卡的da1输出，电路

的

输入u2接a/d、d/a卡的ad1输出。检查有误后拨打电源。2.启动计算机，在桌面双

击图标[自动控制实验系统]运转软件。

3.测试计算机与实验箱的通信是否正常,通信正常继续。如通信不正常查找原因使通

信正常后才可以继续进行实验。

4.在实验课题下拉菜单中挑选实验二[二阶系统阶跃积极响应],具有状态观测器的状

态反馈系统挑选实验五[状态意见反馈与状态观测器]，鼠标单击该选项弹头出来实验课题

参数窗口。5.观测表明的波形记录最小市场汇率量mp和调节时间ts的数值和积极响应动

态曲线，并与理论值比较。

六、实验报告

1.试验目的、建议、原理、电路、及理论设计的数据。2.实验观测记录的数据、曲线。

3.实验结果分析、体会和建议。

七、预习要求

1.实验前搞好分析排序和设计。