状态反馈与闭环极点配置极点配置条件ppt课件.ppt

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1、我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1（第八章）（第八章）我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2状态空间法综合的基本概念状态空间法综合的基本概念综合问题的三大要素综合问题的三大要素: :受控系统、性能指标、反馈控制律受控系统、性能指标、反馈控制律综合与设计的主要特点综合与设计的主要特点:l 以采用状态反馈为主以采用状态反馈为主l 具有较系统的综合理论具有较系统的综合理论基于非优化型指标的极点配置方

2、法基于非优化型指标的极点配置方法基于优化类性能指标的目标函数极值法基于优化类性能指标的目标函数极值法我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3主要内容主要内容状态反馈与输出反馈状态反馈与输出反馈状态反馈与闭环极点配置状态反馈与闭环极点配置线性二次型最优控制（自学）线性二次型最优控制（自学）状态观测器及状态反馈状态观测器及状态反馈鲁棒控制系统（自学）鲁棒控制系统（自学）我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生

3、物41. 1. 状态反馈状态反馈CxyBuAxx Kxru 加入状态反馈后的系统结构图加入状态反馈后的系统结构图闭环传函？闭环传函？状态方程？状态方程？一、状态反馈一、状态反馈与输出反馈与输出反馈K- -rBCAx xuy我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物5xCyBrx)BKA(x 程程为为状状态态反反馈馈系系统统的的状状态态方方B)BKAsI(C)s(G1 数数为为状状态态反反馈馈系系统统的的传传递递函函综合的手段：改变综合的手段：改变 K 阵的参数阵的参数综合的目的：改变系统矩阵，从而改变

4、系统的特性综合的目的：改变系统矩阵，从而改变系统的特性注：状态反馈通常只用系数阵即可满足要求，注：状态反馈通常只用系数阵即可满足要求， 一般不需要采用动态环节一般不需要采用动态环节我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物6Hyru CxyBrx)BHCA(x 传传递递函函数数分分别别为为反反馈馈系系统统的的状状态态方方程程和和2. 2. 输出反馈输出反馈CxyBuAxx BCAx xuyH- -rB)BHCAsI(C)s(G1 但但反反之之不不成成立立，一一定定有有对对于于任任意意的的 HCKH K

5、比较：状态反馈为比较：状态反馈为我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物7反馈功能：反馈功能：状态反馈状态反馈完全反馈完全反馈输出反馈输出反馈不完全反馈不完全反馈物理实现：物理实现：输出反馈输出反馈易易状态反馈状态反馈难难反馈作用：反馈作用：两种反馈均可改变系统的特征方程和特征值；两种反馈均可改变系统的特征方程和特征值；输出反馈可视为状态反馈的一种特例。输出反馈可视为状态反馈的一种特例。3. 3. 状态反馈与输出反馈比较状态反馈与输出反馈比较我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样

6、一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8二、状态反馈与闭环极点配置二、状态反馈与闭环极点配置极点配置条件：极点配置条件：全部闭环极点的充要条件为：全部闭环极点的充要条件为：系统状态完全可控系统状态完全可控通过状态反馈通过状态反馈CxyBuAxx Kxru 对于对于可任意配置可任意配置的的根根可可以以任任意意设设置置。反反馈馈系系统统特特征征方方程程即即状状态态可可控控的的前前提提下下，)s()s)(s(BKAsIdetn21 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活

7、的生物9u001x310011011x 试通过状态反馈，将系统的闭环极点配置为试通过状态反馈，将系统的闭环极点配置为3j2, 13 ,21 例：例： 设系统的状态方程为设系统的状态方程为 100010211BAABBQ2c解：解：显然满秩，所以系统可控。显然满秩，所以系统可控。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1013s17s5s)s)(s)(s()s(*f23321 式式为为而而系系统统希希望望的的特特征征多多项项项式为项式为状态反馈系统的特征多状态反馈系统的特征多 )6k3k3k(s )2

8、k2k(s )3k(skkk001310011011s000s000sdetBKAsIdet)s(f12312213321 得得令令)s(f)s(*f 136k,35k,8k321 136358K 所所以以状状态态反反馈馈阵阵为为我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物11比较反馈前后的状态传递函数比较反馈前后的状态传递函数u001x310011011x 无反馈时无反馈时)414. 1s)(414. 1s)(3s(13s)3s)(1s(1B)AsI()s(G),s(U)s(G)s(X1 ),s(U)

9、s(G)s(X,Brx)BKA(xf 有有反反馈馈时时)13s4s)(1s(13s)3s)(1s(1B)BKAsI()s(G21f 状态反馈只改变极点，状态反馈只改变极点，不改变零点不改变零点我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物12状态反馈系统的仿真结构图状态反馈系统的仿真结构图程序：ac8no1取 D=0, C=I)t (x我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物13仿真结果：零状态响应仿真结果：零

10、状态响应x1x3x2)t (1)t ( r 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物14仿真结果：零输入响应仿真结果：零输入响应x1x3x2 15 . 010)0(x初始状态初始状态我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物15u001x310011011x 通过状态反馈，将系统的闭环极点配置为通过状态反馈，将系统的闭环极点配置为1321 例：例： 系统的状态方程同前例系统的状态方程同前例我吓了一跳，蝎子是

11、多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物161s3s3s)1s()s(*f233 式式为为而而系系统统希希望望的的特特征征多多项项项项式式为为状状态态反反馈馈系系统统的的特特征征多多)6k3k3k(s )2k2k(s )3k(sBKAsIdet)s(f12312213 得得令令)s(f)s(*f 64k,17k,6k321 64176K 所所以以状状态态反反馈馈阵阵为为解：解：我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物17比

12、较反馈前后的状态传递函数比较反馈前后的状态传递函数)414. 1s)(414. 1s)(3s(13s)3s)(1s(1B)AsI()s(G),s(U)s(G)s(X1 无无反反馈馈时时),s(U)s(G)s(X,Brx)BKA(xf 有有反反馈馈时时31f)1s(13s)3s)(1s(1B)BKAsI()s(G 状态反馈同样只改变极点，不改变零点状态反馈同样只改变极点，不改变零点我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物18仿真结果：零状态响应仿真结果：零状态响应x1x3x2程序：ac8no2)t (

13、1)t ( r 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物19仿真结果：零输入响应仿真结果：零输入响应x1x3x2 15 . 010)0(x初始状态初始状态我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物20u11x2011x 能否通过状态反馈任意配置系统的闭环极点？能否通过状态反馈任意配置系统的闭环极点？若不能任意配置，试确定哪些极点无法改变。若不能任意配置，试确定哪些极点无法改变。例：例：设系统的状态方程为设系

14、统的状态方程为 1Qrank,0Qdet,2121ABBQccc 解：解：系统不可控，所以不能系统不可控，所以不能任意配置闭环极点任意配置闭环极点。（有一个极点无法改变）（有一个极点无法改变）如何确定哪个极点不能任意配置？如何确定哪个极点不能任意配置？极点为极点为 1，2我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物21项式为项式为状态反馈系统的特征多状态反馈系统的特征多 )kk2s)(1s(kk112011s00sdetBKAsIdet2121 所以极点所以极点 1 无法改变（原系统的极点）无法改变（原

15、系统的极点）只有一个状态变量可控，所以只能改变一个极点只有一个状态变量可控，所以只能改变一个极点我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物22比较反馈前后的状态传递函数比较反馈前后的状态传递函数u11x2011x 无无反反馈馈时时)2s)(1s(1s1s1B)AsI()s(G),s(U)s(G)s(X1 ),s(U)s(G)s(Xf 有有反反馈馈时时)kk2s)(1s(,1s1s111k1skk1k2s1B)BKAsI()s(G2111221f 状态反馈不会改变零点，且只能改变一个极点状态反馈不会改变

16、零点，且只能改变一个极点我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物23说明说明 如果系统不完全可控，状态反馈可任意配置闭环如果系统不完全可控，状态反馈可任意配置闭环极点的个数等于系统的可控状态变量个数；极点的个数等于系统的可控状态变量个数； 就状态可控的单变量系统而言，引入状态反馈并就状态可控的单变量系统而言，引入状态反馈并不改变系统传递函数的零点，除非出现零极点相不改变系统传递函数的零点，除非出现零极点相消；消； 状态反馈不能保证稳态性能，一般存在稳态误差，状态反馈不能保证稳态性能，一般存在稳态误差

17、，可引入积分环节或输入变换来改善；可引入积分环节或输入变换来改善； 采用输出反馈一般不能任意配置全部闭环极点采用输出反馈一般不能任意配置全部闭环极点（指静态反馈结构）。（指静态反馈结构）。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物24三、三、状态观测器及状态反馈状态观测器及状态反馈 状态反馈需要状态信息，而状态变量一般不能状态反馈需要状态信息，而状态变量一般不能直接测量，可利用状态观测器来估计系统状态直接测量，可利用状态观测器来估计系统状态目标目标: :利用受控系统可直接测量的输出利用受控系统可直接测

18、量的输出 y(t)y(t)和和 控制控制u(t)u(t)来重构系统的状态来重构系统的状态为何需要为何需要状态观测器？状态观测器？我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物25状态观测器的初步构想：状态观测器的初步构想：BCAx xuyBAx x Bux Ax BuAxx 利利用用状状态态方方程程?x xxe 如如何何消消除除误误差差,xx 但但一一般般受受控控系系统统观观测测器器状状态态估估计计值值我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的

19、猜测没有错：表里边有一个活的生物26如何利用输出误差消除状态估计误差？如何利用输出误差消除状态估计误差？BCAx xuyBAx x eeex)HCA()HyBux A()BuAx(x xx 0)t (x0)HCA(e 的特征值的特征值eyCHy -eexCy 代代入入实际系统基于准确模实际系统基于准确模型，且没有考虑扰动型，且没有考虑扰动我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物27附附1：存在扰动时的状态误差：存在扰动时的状态误差Hdx)HCA()HyBux A()BuAx(x xxeee 存在扰动

20、时，不能使状态误差存在扰动时，不能使状态误差0BCAx xuyBAx x eyCHy -ddxCyee 代代入入我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物28附附2：存在模型失配时的状态误差：存在模型失配时的状态误差BCAx xuyBAx x eyCHy -Bux)CHA(x)HCA()HyBux A()uBxA(x xxCC,BB,AAC, B, Aeee 则则设设存在模型失配时，不能使状态误差存在模型失配时，不能使状态误差0我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里

21、呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物29状态观测器的等价结构状态观测器的等价结构BCAx xuyBAHCx x H状态观测器状态观测器HyBux )HCA()x Cy(HBux Ax 观测器的状态方程为观测器的状态方程为AHC 的的特征值为状特征值为状态观测器的态观测器的极点极点观观测测器器）（称称为为全全维维状状态态观观测测器器的的维维数数相相同同，与与lunbergerxx 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物30状态观测器的极点配置状态观测器的极点配置的的特特征征

22、值值配配置置性性取取决决于于状状态态估估计计误误差差的的衰衰减减特特 )( HCAxHCAxee （对对偶偶性性）的的特特征征值值配配置置问问题题题题，即即状状态态反反馈馈的的极极点点配配置置问问于于基基于于对对偶偶系系统统的的特特征征值值配配置置问问题题等等同同 TTTTTTHCABKAHCA)HCAsI(det)HCAsI(det 状态观测器的闭环极点状态观测器的闭环极点可任意配置可任意配置的充要条件为的充要条件为系统状态完全可观测系统状态完全可观测我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物31

23、x100yu001x310011011x 求状态观测器，使其特征值为求状态观测器，使其特征值为3321 例：例： 设系统的状态空间表达式为设系统的状态空间表达式为 921310100CACACQ2o解：解：显然满秩，所以系统状态可观测。显然满秩，所以系统状态可观测。状态方程同前状态方程同前面极点配置例面极点配置例我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3227s27s9s)3s()s(*f233 项式为项式为而观测器希望的特征多而观测器希望的特征多观测器的特征多项式为观测器的特征多项式为 )6h2h

24、h(s )2h(s )3h(s100hhh310011011s000s000sdetHCAsIdet)s(f3212233321 得得令令)s(f)s(*f 12h,29h,74h321 T122974H 观观测测器器的的反反馈馈系系数数阵阵为为我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物33y122974u001x 91029117411HyBux )HCA(x 观测器的状态方程为观测器的状态方程为我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的

25、猜测没有错：表里边有一个活的生物34基于状态观测器的状态反馈系统基于状态观测器的状态反馈系统BCAx xuyBAHCx x H观测器观测器x Kru CxyHyBux HCAx Brx BKAxx ）（Kr-我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物35基于观测器的状态反馈系统为基于观测器的状态反馈系统为 x x0CyrBBx xBKHCAHCBKAx x eexx0Cyr0BxxHCA0BKBKAxxe得得引引入入线线性性变变换换 x xII0Ixxnnne我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为

26、什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物36极点配置的分离性原理极点配置的分离性原理)HCAsIdet()BKAsIdet(HCA0BKBKAsIdet 馈馈系系统统的的特特征征多多项项式式为为带带状状态态观观测测器器的的状状态态反反状态观测器、状态反馈两部分的状态观测器、状态反馈两部分的极点可以分别独立地进行配置。极点可以分别独立地进行配置。注：为使观测器的状态估计值较快地注：为使观测器的状态估计值较快地实际状态，一般取实际状态，一般取观测器极点的负实部为状态反馈系统极点负实部的观测器极点的负实部为状态反馈系统极点负实部的2 23 3倍倍

27、我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物37闭环传递函数的不变性闭环传递函数的不变性 11111)HCAsI(BK)BKAsI(M0B)HCAsI(0M)BKAsI(0C0BHCAsI0BKBKAsI0C)s(R)s(Y 其其中中B)BKAsI(C)s(R)s(Y1 闭环传递函数等同于直接状态反馈的情况；闭环传递函数等同于直接状态反馈的情况；观测器的引入不影响闭环传递函数观测器的引入不影响闭环传递函数注：分离性原理和传函的不变性都基于精确模型注：分离性原理和传函的不变性都基于精确模型我吓了一跳，蝎子

28、是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物38 x100yu001x310011011x （1 1）要求状态观测器的特征值为）要求状态观测器的特征值为3321 仿真例：仿真例： 系统的状态空间表达式同前面例系统的状态空间表达式同前面例（2 2）通过状态反馈将系统的闭环极点配置为）通过状态反馈将系统的闭环极点配置为1321 （3 3）仿真验证观测状态对实际状态的跟踪情况，）仿真验证观测状态对实际状态的跟踪情况， 并比较有无观测器的响应情况（分有无模型并比较有无观测器的响应情况（分有无模型 误差、有无扰动）。误差、有无扰

29、动）。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物39 T122974H 观观测测器器的的反反馈馈系系数数阵阵为为解：前面已求出解：前面已求出 64176K 状状态态反反馈馈系系数数矩矩阵阵为为y122974u001x 91029117411HyBux )HCA(x 观测器的状态方程为观测器的状态方程为我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物40直接状态反馈系统的结构图直接状态反馈系统的结构图程序：ac8no

30、3取 D = 0 C = I)t (x我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物41基于观测器的状态反馈系统结构图基于观测器的状态反馈系统结构图程序：ac8no4取 D = 0 C = I)t (x)t (x 001122974B我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物42没有模型误差和扰动时没有模型误差和扰动时的仿真结果的仿真结果我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢

31、？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物43状态变量的零状态响应状态变量的零状态响应x1x3x2)t (x)t (y3 有无状态观测器有无状态观测器结果一样结果一样3,2, 1i,xx ii )t (1)t ( r 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物44无观测器的状态变量：零输入响应无观测器的状态变量：零输入响应x1x3x2 5 . 011)0(x我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个

32、活的生物45有观测器的状态变量：零输入响应有观测器的状态变量：零输入响应x1x3x2 5 . 011)0(x1x 2x 3x 3,2, 1ixx ii 平稳性和快速性都平稳性和快速性都劣于无观测器时劣于无观测器时我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物46同时考虑输入和初始状态的输出响应同时考虑输入和初始状态的输出响应有观测器有观测器 5 . 011)0(x)t (1)t ( r 无观测器无观测器有观测器的性能有观测器的性能劣于无观测器时劣于无观测器时我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把

33、它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物47有模型误差和扰动时有模型误差和扰动时的仿真结果的仿真结果我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物48有输出扰动时观测器状态变量的收敛性有输出扰动时观测器状态变量的收敛性实际的受控对象为实际的受控对象为模模型型准准确确。状状态态反反馈馈同同前前，并并假假设设初初始始状状态态参参考考输输入入为为0)0(x),t (1)t ( r )15t (15 . 0 x100yu001x310011011x 扰动扰动我吓了一

34、跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物49基于观测器的状态反馈系统结构图基于观测器的状态反馈系统结构图（有输出端扰动）（有输出端扰动）程序：ac8no5)t (x)t (x 001122974B扰动扰动我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物50状态变量的收敛性状态变量的收敛性11x 1x状态变量的状态变量的误差不误差不0我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到

35、愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物51状态变量的收敛性状态变量的收敛性22x 2x状态变量的状态变量的误差不误差不0我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物52状态变量的收敛性状态变量的收敛性3结论：存在扰动结论：存在扰动时，即使模型准时，即使模型准确，也不能保证确，也不能保证状态变量的误差状态变量的误差03x 3x状态变量的状态变量的误差不误差不0我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物53

36、有模型误差时观测器状态变量的收敛性有模型误差时观测器状态变量的收敛性没没有有扰扰动动。状状态态反反馈馈同同前前，并并假假设设初初始始状状态态参参考考输输入入为为0)0(x),t (1)t (r u001x310011011x u0001. 1x3100110101. 1x 实际的受控对象实际的受控对象受控对象模型受控对象模型受控对象模型失配：受控对象模型失配：1.02 时发散时发散我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物54状态变量的收敛性状态变量的收敛性11x 1x状态变量的状态变量的误差不误差不

37、0我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物55状态变量的收敛性状态变量的收敛性22x 2x状态变量的状态变量的误差误差0我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物56状态变量的收敛性状态变量的收敛性3结论：存在模型误差时，即结论：存在模型误差时，即使没有扰动，也不能保证状使没有扰动，也不能保证状态变量的误差态变量的误差03x 3x放大后看，状态放大后看，状态变量的误差不变量的误差不0我吓了一跳，蝎子是多么丑

38、恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物57有模型失配时比较有无观测器有模型失配时比较有无观测器的状态响应（鲁棒性）的状态响应（鲁棒性）u001x310011011x u001 . 1x310011011 . 1x 实际的受控对象实际的受控对象受控对象模型受控对象模型 5 . 011,0)0(x),t (1)t ( r初始状态初始状态输入信号输入信号受控对象模型失配：受控对象模型失配：没没有有扰扰动动。状状态态反反馈馈同同前前，并并假假设设我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我

39、也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物58直接状态反馈系统的鲁棒性（初始值为零）直接状态反馈系统的鲁棒性（初始值为零）x1x3x2x1x3x2xi 对应模型准确时对应模型准确时xi 对应模型失配时对应模型失配时我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物59有观测器时状态反馈系统的鲁棒性（初始值为零）有观测器时状态反馈系统的鲁棒性（初始值为零）模型失配时模型失配时状态变量全部发散！状态变量全部发散！1x 2x 3x 1x2x3x量量为为观观测测器器估估计计的的状状态态变变为为实实际际系系统

40、统的的状状态态变变量量iix x我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物60直接状态反馈系统的鲁棒性（初始值不为零）直接状态反馈系统的鲁棒性（初始值不为零）x1x3x2x1x3x2xi 对应模型准确时对应模型准确时xi 对应模型失配时对应模型失配时我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物61有观测器时状态反馈系统的鲁棒性（初始值不为零）有观测器时状态反馈系统的鲁棒性（初始值不为零）模型失配时模型失配时状态

41、变量全部发散！状态变量全部发散！1x 2x 3x 1x2x3x量量为观测器估计的状态变为观测器估计的状态变为实际系统的状态变量为实际系统的状态变量iix x我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物62结论结论 闭环传递函数的不变性只是说在初始状态为零、闭环传递函数的不变性只是说在初始状态为零、没有扰动、且模型准确时，引入观测器前后的输没有扰动、且模型准确时，引入观测器前后的输入输出特性不变；入输出特性不变； 在初始状态不为零、或有扰动、或模型不准确时，在初始状态不为零、或有扰动、或模型不准确时，有观测器的状态反馈系统的性能通常都不如直接有观测器的状态反馈系统的性能通常都不如直接状态反馈系统。状态反馈系统。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物63“状态空间法状态空间法2”习题习题 B8.1; B8.4; B8.18End