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1、 自动控制原理实验实验报告实验十状态观测器设计姓 名： 学 号: 专 业： 自动化 实 验室: 常州楼41 实验时间： 月0日 同组人员: 评估成绩: 审视教师: 一、实验目的（1） 理解观测器在自动控制设计中的作用;（2） 理解观测器的极点设立;（3） 会设计实用的状态观测器。二、预习与回答：. 如何在观测器的基本上设计状态反馈?2.请辨别原系统极点、控制系统极点、盼望极点、观测器极点。3. 阐明H阵有什么作用，并计算观测器反馈阵。三、实验原理内容如果控制系统采用极点配备的措施来设计，就必须要得到系统的各个状态，然后才干状态反馈进行极点配备。然而，大多数被控系统的状态是不能直接得到的，怎么办
2、?于是提出了运用被控系统的输入量和输出量重构原系统的状态,这样原系统的状态就能被等价取出,从而进行状态反馈，达到改善系统的目的。此外，状态观测器可以用来监测被控系统的各个参量。观测器的设计线路不是唯一的，本实验采用较实用的设计。给一种被控二阶系统,其开环传递函数是,设被控系统状态方程 构造开环观测器， 为状态向量和输出向量估值由于初态不同，估值状态不能替代被控系统状态，为了使两者初态跟随,采用输出误差反馈调节,即加入,即构造闭环观测器，闭环观测器对重构造的参数误差也有收敛作用。也可写成 只要（A-HC）的特性根具有负实部,状态向量误差就按指数规律衰减,且极点可任意配备，一般地，（H）的收敛速度
3、要比被控系统的响应速度要快。工程上，取不不小于被控系统最小时间的至倍,若响应太快,H就要很大,容易产生噪声干扰。实验采用构造，即输出误差反馈,而不是输出反馈形式。由图可以推导： 因此： 比较：可以得到:选择观测器极点为,即有：故:特性式 =取:，求解四、 实验环节 按规定设计状态观测器,在Mtlab环境下实现对象的实时控制：1、将Zhuangai_moel.dl复制到E:MATLAB6p5work子目录下，运营atla,打开huagTaimode.dl注：实际对象模块相应外部的实际被控对象,在muink下它代表计算机与外部的接口:l A相应实验面板上的1,代表对象输出,输出通过数据卡传送给计算
4、机；l AD相应实验面板上的D1,代表控制信号，计算机通过数据卡将控制信号送给实际对象；2、如图，在Smuink环境下搭建带状态观测器的系统实时控制方框图 、如图对的接线,并判断每一模块都是正常的,涉及接好测试仪器、设立参数、初始化各个设备和模块;接成开环观测器，双击误差开关,使开关接地。观测对象输出Y与观测器状态输出y的阶跃响应;（阶跃不要超过0.3V)接成闭环观测器,双击误差开关,使开关接误差。观测对象输出与观测器状态输出的阶跃响应；(阶跃不要超过.3V)4、变化K1、K或T1、T2,反复环节3,阐明实验因素变化g1、g2反复环节3,阐明实验因素五、 实验数据实验方框图:1 接成开环观测器:g1=32; g=3.;2 接成闭环观测器1=3.4； 2=3.3；3. 变化g1、2g=2.4; g=3;(1)接成开环观测器：(2)接成闭环观测器实验分析：通过比较开环和闭环的观测器响应曲线可以发现,开环的观测器在误差的扰动作用下有很大的状态误差，通过观测器不能对的观测到需要观测的值。六、实验总结答：
