问答题 设一被控对象由以下状态空间表达式描述:
【正确答案】系统的开环传递函数为:
Go(S)=C[sI-A]-1B=[1 0 0][*]
(2)一般来说,ts=[*],所以闭环极点的实部α=ζωn=0.707×(-2.8289)=-2,闭环极点的虚部β=ωn[*]=2
可见,状态反馈后闭环系统的主导极点为-2±j2。
设第3个闭环根为-100,则rank[B AB A2B]=[*]=3,系统是完全能控的,所以系统可以进行状态反馈。
设状态反馈矩阵为K=[k1 k2 K3],可得闭环系统的特征多项式为:
|λI-A+BK|=λ3+(2k1+k32+(k2+5k3-9)λ+6k3+3k2-8k1-10
期望闭环极点对应的系统期望特征多项式为:
λ*=(λ+100)(λ+2+j2)(λ+2-j2)=λ3+104λ2+408λ+800
则可得:[*]
所以有:K=[49.5 392 5]
(3)开环极点为-2,1±[*],即存在右半平面的点,所以开环系统不稳定。
闭环极点为-100,-2±j2,都在左半平面,所以闭环系统稳定。
(4)rank[*]=2,系统不能观,故不能设计状态观测器。
【答案解析】