(完整版)计算机控制系统高金源版课后答案

X(k+1)二0—0.16X(k)+0U(k)试设计全状态反馈控制律，使闭环控制系统的调节时间最短。若系统初条件为x(o)=hib，试计算系统时间响应B6-4一个一般的二阶离散系统状态方程为X(k+1)二X(k)+X(k+1)二X(k)+U(k)g2Y(k)二Ecc]X(k)12试确定全状态反馈控制律，使闭环控制系统的特征方程为：z2+az+a=012用所得结果验证例6-8所得结果。B6-5两个水箱组成的系统如题图B5-9所示，如选择每个水箱水位高度为状态变量，则系统的状态方程为：X(t)X(t)二「-0.01970-X(t)+「0.0263「0.0178-0.01290U(t)Y(t)二[01]X(t)若令采样周期T=12，试求离散状态方程；试确定全状态反馈控制律，使闭环控制系统的特征方程为：z2—1.55z+0.64二0试设计状态观测器，使观测器的闭环极点位于：z=z=0.62124试分别仿真计算带有观测器和不带观测器系统在初始条件X(0)=111]t时的响应曲线。B6-6对例6-8所示单轴卫星姿态控制系统，设计降维状态观测器，并设x(k)1是可以实测的状态，令T=0.1s。并依该例所得反馈控制律求取调节器的数字滤波器的传递函数。B6-7卫星的动力学方程可以表示如题图B6-7所示。设采样周期T=0.05s。1）求该系统的离散模型；2）利用极点配置法求全状态反馈。系统期望的阻尼比g=0.7，自然频率①=10rad/s。n3）求现今值观测器增益，其期望极点的阻尼比g=0.7，自然频率=20rad/s。n4）确定数字滤波器的传递函数。5）用根轨迹或频率法设计超前滤波器，等效s平面的自然频率①仝1Orad/s,n阻尼比g-0.7。6）比较上述两个滤波器题图B6-7卫星的动力学结构B6-8已知系统结构图如题图B6-8所示，试用极点配置法求%及k2,使系统的调节时间最短。题图B6-8系统结构图B6-9利用电磁力可以将一个钢球悬浮起来，产生电磁力的电流由球的位置控制其方案如题图B6-9所示。运动方程为mX=-mg+f（X,I）式中/（x,I）是作用于球上的电磁力。在平衡状态，为xo,10，在平衡状态下进行小扰动线化，可得到如下线性化方程mx=kx+ki

已知k=1000,k=20，采样周期T=0.01s。121）极点配置设计全状态反馈控制律，满足要求：调节时间t<0.25s，超调量小s于初始偏离的20%。2）为观测位移速度设计降阶观测器，观测误差的调节时间小于0.08秒。3）通过仿真画出初始偏离的响应曲线。题图B6-9钢球悬浮系统示意图B6-10试设计图所示的直流电动机转速调节模糊控制系统。假设电动机为一个纯延时惯性环节，传递函数为e-e-0.25ss+1题图B6-10中g,g,g为量化因子，设g=1,g=0.5,g=0.5。要求设计模糊控123123制器，使电机转速偏差不大于±4nad/s。-反棋-反棋题图B6-10电动机转速模糊控制系统B6-11已知被控对象为G（s）=e-0-5s。假设系统给定为阶跃值r=30，采样10s+1周期为