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第3O卷第3期计算技术与自动化Vo1．3O。N0．3
2011年9月ComputingTechnologyandAutomationSep．2011
文章缩号：10o3—6199f2011)03—0O2O—O4
基于状态反馈线性二次型最优控制器的设计
张伟
(西安文理学院机械电子工程系，陕西西安710065)
摘要：基于状态反馈的线性二次型最优控制的研究已经取得了较好的效果。设计一款基于状态反馈
的线性二次型最优控制器，并将它用在一个实际的状态方程中进行设计。该文所设计的控制系统结构简
单，成本低，且易于实现。通过仿真实验以及性能指标的比较，仿真结果表明所设计的控制器是有效的，对
系统的动态响应具有较好的跟踪效果，且抗扰能力较强。
关键词：最优控制；状态反馈；Matlab仿真
中图分类号：TP273文献标识码：A
BasedontheStateFeedbackLinearQuadraticOptimalControlerDesign
ZHANGWei
(SchoolofMachineryandElectronEngineering，XianUniversityofartsandscience，Xi’an710065，China)
Abstract：ThestudyOn1inearquadraticoptima1controlbasedonstatefeedbackhasbeenachievedfruitfu1results．This
paperdesigna1inearquadraticoptimalcontrolerbasedonthestatefeedback，anduseditinarealstateequation．Thecontrol
schemeproposedhasadvantageofsimplecotroUerstructure，lowcostandeasytoimplement．Throughsimulationandcom-
parewiththeperformancetarget，theSimulationandexperimentshowthatthedesignedcontrolleriseffective，tothesystem
dynamicresponsehasgoodtrackingperformanceandanti-interferenceability．
Keywords：optimalcontro1；statefeedback；Matlabsimulation
控制性能的要求选择加权矩阵Q和R，再根据
1引言Riccati方程求解反馈矩阵K。但是选取的Q和R
阵要通过大量的测试，且和系统阶跃响应的性能指
最优控制问题从它的本质上可看成是函数的标t，，t，，等没有明显的关系，这些性能指标是设
极值问题和变分问题的有效结合，而动态规划理论计者主要关心的问题，所以这也是二次型性能指标
和极大值原理这两种方法目前成为了最优控制理的设计不足之处[2]。
论的两大基石[1]。线性二次型最优控制在状态反本文主要研究了基于状态反馈线性二次型最
馈方面的研究已经取得了显著的成果，然而在实际优控制问题。该文所设计的控制系统结构简单，成
的工程中，并不是所有的状态变量都能够和易于测本低，且易于数字化实现。通过性能指标的比较以
取的。从工程的角度来看，研究基于输出反馈线性及仿真实验
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