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．学习状态反馈配置极点的方法。 2．学习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、实验要求
1．1）用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）验证极点配置理论的正确性。
2. 设计一个带有状态观测器的状态反馈系统。
四、实验前分析计算和设计
已知被控系统如图所示：
u
图5-1被控系统结构图
1、 设计一个状态反馈系统，闭环系统性能要求为ξ=0.707，Ts≤0.2S.设计K阵，并画
出系统模拟电路图选择相应元件参数。
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
ˆ2构成状态反馈，使闭环系统ξ=0.707，Ts≤0.2S，并画出系统模拟电路图选择x1和x
相应元件参数。
图5-2状态反馈系统模拟电路图
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，电路的输出U2接A/D、D/A卡的AD1输入。检查无误后接通电源。
2.启动计算机，在桌面双击图标 [自动控制实验系统] 运行软件。
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选择实验二[二阶系统阶跃响应], 带有状态观测器的状态反馈系统选择实验五[状态反馈与状态观测器]，鼠标单击该选项弹出实验课题参数窗口。 5.观察显示的波形记录最大超调量Mp和调节时间Ts的数值和响应动态曲线，并与理论值比较。
六、实验报告
1.试验目的、要求、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. 实验前做好分析计算和设计。