(80)--知识点5-1现代控制理论绪论.ppt

线性时不变系统的综合5-1反馈系统的结构和特性

引言分析和综合是控制理论研究的两大课题分析：建立系统数学模型的基础上，主要讨论系统的运动性质、动态响应、能控性、能观性和稳定性等，以及与系统结构、参数和输入控制信号之间的关系。综合：主要任务是设计自动控制系统，寻求改善系统性能的各种控制律，使其运动满足给定的各项性能指标和特征要求。

引言经典控制理论传递函数，输出引出信号作为反馈量现代控制理论状态空间表达式，除了可以从输出引出反馈信号外，还可以从系统的状态引出信号作为反馈量以实现状态反馈状态反馈能提供更丰富的状态信息和可供选择的自由度，因而使系统容易获得更为优异的性能反馈系统的结构和特性

状态反馈状态反馈将系统状态向量乘以相应的反馈矩阵K，然后反馈到输入端与参考输入进行比较后产生控制作用，作为受控系统的控制输入，形成闭环系统。状态反馈控制率

状态反馈状态反馈状态反馈闭环系统的状态空间表达式为：若D=0，则传递函数阵：

状态反馈状态反馈前后系统比较：状态反馈阵K的引入，并不增加系统的维数；改变状态反馈矩阵K可改变系统的特征值；可选择状态反馈矩阵K，使系统获得所要求性能。

输出反馈输出反馈将系统输出向量乘以相应的反馈矩阵H，然后反馈到输入端与参考输入进行比较后产生控制作用，作为受控系统的控制输入，形成闭环系统。经典控制理论中所讨论就是这种反馈。输出反馈控制率

输出反馈输出反馈输出反馈闭环系统的状态空间表达式为：若D=0，则传递函数阵：

输出反馈输出反馈前后系统比较：输出反馈阵H的引入，并不增加系统的维数；改变状态反馈矩阵H可改变系统的特征值；可选择状态反馈矩阵H，使系统获得所要求性能。

从输出到状态向量导数的反馈从输出到的反馈将系统输出乘以相应的反馈矩阵G，反馈到状态向量导数，形成闭环系统。这种形式在状态观测器中获得应用。

从输出到状态向量导数的反馈从输出到的反馈引入从输出y到状态向量导数的线性反馈Gy，可得闭环系统闭环系统的状态空间表达式为：若D=0，整理得：反馈闭环系统的传递函数阵为：

三种反馈控制的比较相同点不增加系统维数通过改变系统矩阵改善系统性能不同点状态反馈、从输出到的反馈是全状态反馈；输入反馈是一种部分状态反馈，在不增加补偿器的条件下，输出反馈的效果不如状态反馈和从输出到的反馈控制效果好；但输出反馈在技术实现上的方便性则是其突出优点。