1、电机传函，测速机传递系数电位计最大转角为 345，输出5v功放 KA=2=K3采样周期 T=0.010s2设计要求：1）D/A 输出120mv，电机启动：2）D/A 输出5v，电机转速26rad/s3）设计状态反馈增益 K，使系统闭环极点，4）设可测，设计降维观测器（求L），取观测器衰减速率是系统闭环衰减速率的4 倍。5）求调节器的离散控制律D（z）=U（z）/Y（z）。6）将D（z）进行实现，配置适当的比例因子，编制相应的程序流程图。7）仿真验证调节器的控制效果。假设系统受到扰动，初试状态为：初速，初始角度。看看是否经过一定时间后，系统状态回到平衡的零态。8）（选作）引进指令信号，设计相应的
2、指令跟踪控制器，仿真给出闭环系统的阶跃响应曲线。解：该系统传递函数（1）根据要求，启动电压，即D/A输出120mV电压经过后为1.7V：，解得 （2）根据要求，时，由终值定理得：解得，所以： （3）定义状态变量，则得到连续系统状态方程由MATLAB求对应的离散系统状态方程程序： A=0,1;0,-54.2; B=0;281.52; F,G=c2d（A,B,0.01）结果：F = 1.0000 0.0077 0 0.5816G = 0.01182.1733所以该系统可控性矩阵，系统可控可观性矩阵，系统可观系统闭环极点，期望极点为转换到z平面由MATLAB中的Ackermann公式求得状态反馈增益
3、K P=0.8321+0.0727i,0.8321-0.0727i; K=acker（F,G,P）K =1.5403 -0.0464所以K=1.5403 -0.0464（4）观测器极点降维观测器特征方程为所以有 ，得17（或者用程序 F22=0.5816; F12=0.0077; L=acker（F22,F12,0.4868）亦可求得L=12.3117）依照降维观测器方程得（5）根据状态反馈方程和观测器方程可得对两式作z变换利用上述两式可得（6）D（z）的实现（零极型编排）下面进行比例因子配置：考虑电位计的量程：最大转角为 345，输出5v，相当于具有比例因子5/（345，需在D/A之前加一个
4、比例因子1.2；稳态增益，高频增益，故可选择比例因子2，再结合前面的比例因子1.2，1.2，应取4，所以这里可将比例因子2改为4/1.2=3.33；A/D需输出5V，故可选量程为5V的A/D模块，D/A需输出5V，故可选量程为5V的D/A模块，两者增益补偿为1；配置比例因子后的结构编排图算法流程图仿真图如下：仿真结果：（以下各图横轴单位为秒）y=图： 图：由图可知在没有输入指令信号，只有扰动的情况下，系统在0.4s内回到了平衡零态，系统稳定性很好。a.，且输入信号为单位阶跃信号的（t）（t）b.且输入信号为单位阶跃（已修正过增益）的c.且没有输入信号d的（即系统仅有X2=0.5时初始值）d.且没有输入信号d的（即系统具有X1=0.5初始值的单位阶跃响应）由以上仿真分析可以看出系统观测器对系统响应是有一定影响的，但一般稳定系统总能回到稳态。
