线性系统解耦ppt课件.ppt
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1、2022/11/18,1,耦合:控制量与被控量之间是互相影响、互相关联的,一个控制量的变化同时引起几个被控制量变化的现象。解耦:消除系统之间的相互耦合,使各系统成为独立的互不相关的控制回路。解耦方法:,线性系统的解耦,减小耦合 选择变量配对 调整控制器参数 减少控制回路,消除耦合串联补偿解耦状态反馈解耦,2022/11/18,2,串联补偿解耦法,状态反馈解耦法,对于多输入多输出系统,实现解耦的前提条件是输入变量的个数和输出变量的个数相同。解耦控制设计的目的是消除输入输出的关联耦合作用,实现每一个输出仅受相应的一个输入的控制,每一个输入也仅能控制一个相应的输出。在此将介绍两种经典解耦方法:,时域
2、法,频域法,2022/11/18,3,设系统 是一个 维输入 维输出的系统,,(1),若其传递函数矩阵转化为对角形有理分式矩阵,(2),则称该系统是解耦的。,2022/11/18,4,串联动态补偿解耦,设耦合系统的传递函数矩阵为 ,,2022/11/18,5,由上图可以求得解耦系统的闭环传递函数矩阵为,其中,(3),(4),由式(3)得,2022/11/18,6,将上式代入式(4)得,这就是串联补偿器的传递函数矩阵。,对于单位反馈矩阵,,即 。,此时,解耦系统的闭环传递函数矩阵为,(5),2022/11/18,7,此时得到单位反馈串联补偿器的传递函数矩阵为,单位反馈解耦系统的开环传递函数矩阵为
3、,由于解耦系统的闭环传递函数矩阵 为对角矩阵,(6),2022/11/18,8,2022/11/18,9,2022/11/18,10,评注,为此,首先设在串联补偿器的作用下,,多输入-多输出系统已经得以解耦,,2022/11/18,11,状态反馈解耦,设完全能控的多输入-多输出线性定常系统,的传递函数矩阵为,2022/11/18,12,为非对角线矩阵。,其中,2022/11/18,13,选取控制规律,使得如图所示的状态反馈系统,2022/11/18,14,为解耦系统,,并要求其传递函数矩阵具有如下形式:,(7),2022/11/18,15,其中 矩阵 为状态反馈矩阵,,矩阵 为输入变换矩阵(非
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