原系统的状态变量顺序为,这里将可观测的s移到状态变量顺序的最后即。
此时系统为;
其中,系统能观,且rankc=1,须设计三维的降维观测器,设存**性变换,使:
取,所以。所以, ,由上可知,,,
根据性能指标要求,配置极点,由于观测器特征多项式:,在matlab中使用命令。
place(a11',a21',p)';得到
将带入下式:
得:故原系统状态估计为:
其反馈矩阵k为极点配置与第三步骤一致,即。
k =[83.6564 -75.3027 432.2347 122.0427]
未加干扰:s和θ^输出。
s^输出。输出。
^输出。在s和θ^上加0.1干扰,加干扰后:
s和θ^输出。
s^输出。输出。
^输出。系统为,d=0,
系统能观,且rankc=2,则必存**性变换,使:
取 为保证t为非奇异的任意2x2维矩阵)
所以, rankc=2,4-2=2,所以需设计二维降维观测器,由上可知。
配置极点。p=[-2+j -2-j]
(place(a11',a21’,p))'
代入式。得:
其反馈矩阵k为极点配置同前所述。
降维观测器模拟结构图如下:
01 位移直接观测。
02 相角直接观测。
03 观测器测量位移倒数
04 观测器观测相角倒数。
加入扰动后:
1 直接观测位移。
2 直接观测相角。
3 观测器观测位移倒数与原系统位移倒数对比。
4 观测器观测相角倒数与原系统相角倒数对比。
自控课程设计之六
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