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...
线性系统的能控性和能观性3-12实现问题(3)[定理3-5]对于单输入单输出系统Σ(A,b,c):其能控且能观的充分必要条件是传递函数的分子分母间没有零极点对消。uyxAxbcx传递函数与能控、能观性的关系1()()ssGCIAB证明:1)充分性:若系统能控且能观,则其传递函数的分子分母间没有零极点对消。假设:的分子分母出现了零极点对消,那么其将退化为一个降阶的传递函数,并由此找到一个更小维数的状态空间表达式实...
线性系统的能控性和能观性3-11实现问题(2)最小实现的基本概念:传递函数阵G(s)的一个实现Σ:如果G(s)不存在其他实现Σ’:使得的维数小于的维数,则称Σ是最小实现。最小实现xAxBuyCxDuxAxBuyCxDuxx几点说明:1.最小实现不唯一,但不同的最小实现是代数等价的,即两个不同的最小实现之间是线性非奇异变换关系;2.传递函数矩阵只能表征系统中能控且能观子系统的动力学行...
线性系统的能控性和能观性3-10实现问题(1)实现问题的基本概念:对于给定传递函数阵G(s),若有一状态空间表达式Σ:使得:成立,则称状态空间表达式Σ是传递函数阵G(s)的一个实现。实现问题xAxBuyCxDu()()ssCIABDG实现问题的条件:1.传递函数阵G(s)的每一个元Gij(s)的分子分母多项式的系数均为实常数;2.G(s)的元Gij(s)是s的真有理分式函数:严格有理分式——Σ(A,B,C)非严格有理分式——Σ(A,B,C,D)...
线性系统的能控性和能观性3-9能控、能观性分解线性连续定常系统:若系统不完全能控、能观:能控、能观性分解xAxBuyCx1211rankrankrankrankncTnonnnnQBABABQCCACA从状态空间理解按能控性和能观性分解,非奇异变换把状态空间分解成四个子空间,即:(1)能控能观子空间(2)能控不能观子空间(3)不能控能观子空间(4)不能控不能观子空间coxcoxcoxcox能控、能观性分...
线性系统的能控性和能观性3-8能观性分解线性连续定常系统:若系统不完全能观:xAxBuyCx11rankrankQCCACATnonn11xxnonnoRR能观不能观能观性分解系统分解为:111122212212ˆˆˆˆˆˆˆˆˆˆˆˆˆˆooooooxxBAAuxBAAxxyCCx如何保证能观,不能观?xoox能观性分解...
线性系统的能控性和能观性3-7能控性分解线性连续定常系统:若系统不完全能控:xAxBuyCx11rankrankQBABABncnn能控性分解11xxncnncRR能控不能控系统分解为:111122212212ˆˆˆˆˆˆˆˆˆˆˆˆˆˆxxBAAuxBAAxxyCCxcccccc如何保证能控,不能控?xcx...
第三章线性系统的能控性和能观性3-6能观标准型若单输出线性定常系统完全能观,则可以通过线性变换得到其能观标准型。单输出,能观Qo中有n个线性无关的行向量线性组合规律确定能观标准型确定能观标准型能观标准型:特征多项式能观标准型00121121000100010,001001Abcnnaaaa10111A...
线性系统的能控性和能观性3-5能控标准型[例3-6]考察以下系统的能控性:解:1)若A的特征值互异,将其变换为对角标准型:引言012010000101aaaxxu123,,1322133211,AbP的各元素不可能为0,系统能控。b2)若A的特征值,将其变换为约旦标准型:1231,的各元素不可能为0,系统能控。b引言1...
线性系统的能控性和能观性3-4对偶原理表3.1能控性和能观性的关系引言能控性能观性意义输入状态输出状态代数判据模态判据约旦块对应B的最后一行是否为0约旦块对应C的第一列是否为0控制1rank[]QQBABABcncn1rankQQCCACAoTnon估计定义:两个线性定常连续系统0对偶关系111111111222222222::xAxBuyCxxAxBuyCxì=+ïïåíï=ïîì=+ïïåíï=ïî如果满足下述条件,则称Σ1和Σ2...
线性系统的能控性和能观性3-3能观性判据[定理3-3]线性连续定常系统:系统完全能观的充分必要条件是能观性判别矩阵:满秩,即:00()(),()()()tttxyttxAxxCx1TnoQCCACA1rankrankTnonQCCACA[证明]根据凯莱-哈密顿定理:零输入响应可写为:0直接秩判据100()(),()!kniiijkikttttkΦA100001101()()()()()nijimmnmnttttt...
控制系统的能控性和能观性3-2能控性判据[定理5-1]线性连续定常系统:系统完全能控的充分必要条件是能控性判别矩阵:满秩,即:xAxBu21[]ncQBABABAB21rankrank[]ncnQBABABAB直接秩判据[证明]以单输入系统为例说明:根据能控性定义,对任意的初始状态矢量x(t0)应能找到u(t)使之在有限时间区间[t0,tf]内转移到零状态:00000()()()()()tttttttudttxΦxΦb000000...
线性系统的能控性和能观性3-1能控性和能观性基本概念引言•问题提出–线性系统的能控性和能观性概念是卡尔曼在1960年首先提出来的,是控制综合和状态估计的设计基础00()()0()()()ttttttetedAAxxΒu自由运动受迫运动控制器状态反馈BAC∫x()tu()tv()tyCx被控对象能控性?ux?yx能观性引言•为什么经典控制中没有能控性和能观性的概念?–输入和输出之间的动态关系可以唯一地由传递函数所确定,给定输入则...
第一章线性系统的状态空间描述1-11传递函数(阵)•问题提出–传递函数(阵)是系统的输入输出外部描述;状态空间表达式是内部描述,揭示系统的内部状态。–由传递函数(阵)求状态空间表达式的问题,即系统的实现问题;–如何根据线性系统的状态空间表达式来确定系统传递函数(阵)的问题,即系统实现的逆问题。–状态空间表达式转化为传递函数(阵)的步骤和方法是什么?传递函数(阵)•单输入单输出系统–已知系统的状态空...
现代分析测试技术Modernanalyticandtestingtechnologies讲授教师:林旭聪Institutions:福州大学化学学院Address:旗山校区杨鸿耀楼433室Folie.2©2001BrukerAXSAllRightsReservedX射线荧光光谱分析技术之二:制样方法制样的目的:1、均匀2、重复性好3、颗粒效应小4、矿物效应小5、无限厚(薄膜法除外)Folie.3©2001BrukerAXSAllRightsReserved分析层的厚度:无限厚X-raytubetosollerslit(collimator)分析层(饱和...
第一章线性系统的状态空间描述1-3状态空间表达式的模拟结构图•引言–模拟结构图是系统模拟计算的图,所用的基本元件为积分器,比例器,加法器,以及在非线性系统中使用的辅助元件,例如乘法器和除法器。–模拟结构图反映系统各状态变量之间的传递关系,使系统结构清晰,也方便建立状态空间表达式。状态空间表达式的模拟结构图•绘制模拟结构图的主要步骤1.画出积分器,积分器的数目等于状态变量数;2.积分器的输出对应某个状态...
现代智力七巧板一、现代七巧板介绍现代七巧板,又叫现代智力七巧板,由七块不规则板块构成:圆、半圆、三角形、梯形、大板、中心板。每块板的形状圆半圆三角形梯形半圆中心板大板两大组合中心板组合大板组合拼平行四边形1、选择上面的五块板拼出两个完全相同的平行四边行翻转拼长方形选择若干板组合一长方形二、藏角游戏1、数一数以上七巧板一共有多少个尖角(锐角)2、七巧板像以下组合后还有尖角吗?藏角游戏1、七块板都要用...
1、现代产品设计在产品开发中的地位。随着制造科学的提出和先进制造工艺、制造装备的导入,使得现在产品设计在产品开发中的作用已经比以前任何时期都更加突出,到目前为止,已经形成一个重要的研究热点,并且设计理论和方法的研究,也不仅仅停留在学术讨论和实际问题的个别解决上,而是面向全局的现代产品设计理论。作为产品整个生命周期中最重要的一个环节——产品设计占据极为重要的地位。在产品全生命周期中,产品设计阶段决...
绪论0-1现代控制理论的发展与知识体系引言•控制理论的发展历史回顾–控制理论发展初期–经典控制理论–现代控制理论–智能控制理论现代控制理论的发展•20世纪50-60年代,在工程实践问题的推动下,特别是航空航天技术的兴起,控制理论又进入一个蓬勃发展的时期——现代控制理论阶段。–1954年,钱学森的著作《工程控制论》出版,可以看作是现代控制理论的启蒙作。–1956年,庞德里亚金(L.S.Pontryagin)提出极小原理;1957年,...
现代企业文化管理之我见摘要:企业文化是企业的灵魂,企业文化对外是一面旗帜,对内是一种向心力。优秀的企业文化能激发员工爱岗敬业、奋发向上的工作热情,使员工的积极性、主动性、创造性最大限度地得以发挥,从而产生归属感、使命感、凝聚力、向心力,充分调动每个员工的积极性,共同努力使企业在竞争中立于不败之地。现代企业应当在“以人为本”的基础上,结合企业自身特点,与生产经营结合,推动建立健康的企业文化。关键...
