当前课程知识点：自动控制理论（2） > 第9周：抗外扰控制（1） > 1. 基本概念 > 视频
同学们好
我们开始学习第六单元抗外扰控制
从字面上理解大家也许会认为抗外扰控制问题
就是控制系统抗干扰控制问题
其实这样理解不完全正确
本单元将学习的方法不仅可以处理
控制系统的干扰抑制问题
还可以处理跟踪问题和调节器问题
本单元分为七节课
第一节我们学习一些基本概念
包括外模型对外扰的不变性
第二节讨论对外扰的完全不变性
第三节我们学习输出对外扰的静态不变性
后面四节都是讨论抗外扰控制器的设计问题
第一节基本概念
这一节我们分成两个小节
第一小节外扰模型
第二小节对外扰的不变性
常见的确定性外扰可以由如下模型描述
d的微分等于ψd
这里说的确定性外扰是相对随机外扰而言的
参考输入或称指令信号 设定值
可由如下模型产生
v的微分等于Tv 这里的T也是一个常数矩阵
我来看几个例子
当ψ等于0的时候d(t)等于d(0)
这个时候就是一个阶跃信号
当ψ等于0 1 0 0这样一个矩阵的时候
那么d2是一个阶跃信号
当d2(0)不是等于0的时候
那么d1(t)就是一个斜坡信号
如果ψ等于0 ω -ω 0
这样那么d的分量就是这种形式
对于不同的初始条件
那么它可以产生不同的幅值
和不同的初始相位的正余弦型号
我们将外扰和参考输入合称为外部信号
用w表示
则如下系统称为外模型
w的微分等于Mw
w有两个部分 一个是d 一个是v
M矩阵是由ψ和T决定的是一个对角块矩阵
后面我们假设外模型是已知的
也就是说M矩阵是已知的
但是外模型的初始状态w0可以是任意的
第二小节对外扰的不变性
考虑如下系统1-4 其中x是受控系统的状态
w是外模型的状态 e是输出或称误差输出
如果系统的状态或者输出静态不受扰动影响
即对任意的初始状态x(0)w(0)
状态x(t)都会趋近于0
或者输出e(t)都会趋近于0
这时候我们称这个系统的状态
或者输出具有静态不变性
或者称这个系统的状态或者输出静态无差
或者稳态无差
如果这个系统的状态或者输出动态和静态
均不受扰动影响
即对任意的初始状态x(t)都趋近于0
或者输出都趋近于0
当x(0)等于0时对任意的w(0)
x(t)都恒等于0 或者输出e都恒等于0的话
这时候我们称状态或者输出
对外扰具有完全不变性
我们下面来解释如下系统描述具有一般性
它可以描述多种控制问题
好 我们看第一个例子N等于N1 0 C等于C~
D等于D1 0时
系统描述1-5就变成了下面这样的形式
其中d是外扰信号
输出e是实际系统的输出
我们可以看到这个模型可以描述抗外扰控制问题
如果N等于0 C等于-C~ D等于0单位阵的话
那么系统描述1-5就变成这种形式了
v是参考输入
输出e是参考输入与实际系统输出的差
即跟踪误差
这个系统描述1-5
就可以描述无外扰情况下的跟踪问题
再看一个例子 N如果等于N1 0
C等于-C~ D等于0单位阵的话
这个时候系统描述1-5就变成这种形式
其中D是外扰信号 v是参考输入
因此这个模型这时候可以描述
存在外扰情况下的跟踪问题
好 上面我们说明了系统描述1-5
它可以描述多种控制系统分析和设计问题
可以包括抗外扰控制问题和跟踪控制问题
后面我们将针对这一个
具有一般性的系统开展讨论
我们对本节内容做个小结
我们学习了外模型的概念
外模型是产生外部信号的系统
我们学习了静态不变性的概念
还学习了完全不变性的概念
在本单元的后续学习中我们将介绍系统
对外扰不变性的分析方法
和两类抗外扰控制器的设计方法
好 这次课就到这儿 再见
-1. 状态、状态空间、状态空间描述
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-1. 状态、状态空间、状态空间描述--作业
-2. 高阶微分方程、传递函数矩阵与状态方程的互相转换（一）：多输入多输出系统的空间表达式及传递函数阵
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-2. 高阶微分方程、传递函数矩阵与状态方程的互相转换（一）：多输入多输出系统的空间表达式及传递函数阵--作业
-3. 高阶微分方程、传递函数矩阵与状态方程的互相转换（二）：组合系统的空间表达式及传递函数阵
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-3. 高阶微分方程、传递函数矩阵与状态方程的互相转换（二）：组合系统的空间表达式及传递函数阵--作业
-4. 高阶微分方程、传递函数矩阵与状态方程的互相转换（三）：系统的时域描述及状态空间表达式（一）
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-4. 高阶微分方程、传递函数矩阵与状态方程的互相转换（三）：系统的时域描述及状态空间表达式（一）--作业
-5. 高阶微分方程、传递函数矩阵与状态方程的互相转换（四）：系统的时域描述及状态空间表达式（二）
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-5. 高阶微分方程、传递函数矩阵与状态方程的互相转换（四）：系统的时域描述及状态空间表达式（二）--作业
-1. 由模拟结构图写出状态空间表达式（一）：基于串并联分解
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-1. 由模拟结构图写出状态空间表达式（一）：基于串并联分解--作业
-2. 由模拟结构图写出状态空间表达式（二）：基于部分分式分解
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-2. 由模拟结构图写出状态空间表达式（二）：基于部分分式分解--作业
-3. 由模拟结构图写出状态空间表达式（三）：基于积分器串+常值反馈
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-3. 由模拟结构图写出状态空间表达式（三）：基于积分器串+常值反馈--作业
-4. 系统的等价变换及其应用（一）
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-4. 系统的等价变换及其应用（一）--作业
-5. 系统的等价变换及其应用（二）
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-5. 系统的等价变换及其应用（二）--作业
-1. 线性连续定常系统状态方程的解（一）：齐次方程
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-1. 线性连续定常系统状态方程的解（一）：齐次方程--作业
-2. 线性连续定常系统状态方程的解（二）：非齐次方程
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-2. 线性连续定常系统状态方程的解（二）：非齐次方程--作业
-3. 状态转移矩阵的定义、性质及算法（一）：状态转移矩阵的定义
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-3. 状态转移矩阵的定义、性质及算法（一）：状态转移矩阵的定义--作业
-4. 状态转移矩阵的定义、性质及算法（二）：状态转移矩阵的性质
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-4. 状态转移矩阵的定义、性质及算法（二）：状态转移矩阵的性质--作业
-5. 状态转移矩阵的定义、性质及算法（三）：状态转移矩阵的算法
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-5. 状态转移矩阵的定义、性质及算法（三）：状态转移矩阵的算法--作业
-1. 能控性与能观测性的定义（一）：能控性与能观性
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-1. 能控性与能观测性的定义（一）：能控性与能观性--作业
-2. 能控性与能观测性的定义（二）：能控性概念
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-2. 能控性与能观测性的定义（二）：能控性概念--作业
-3. 能控性与能观测性的定义（三）：能观性概念
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-3. 能控性与能观测性的定义（三）：能观性概念--作业
-1. 能控性与能观测性的判据（一）：状态能控判据形式之一（模态判据）
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-1. 能控性与能观测性的判据（一）：状态能控判据形式之一（模态判据）--作业
-2. 能控性与能观测性的判据（二）：状态能控判据形式之二（代数判据）
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-2. 能控性与能观测性的判据（二）：状态能控判据形式之二（代数判据）--作业
-3. 能控性与能观测性的判据（三）：状态能观判据形式之一（模态判据）
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-3. 能控性与能观测性的判据（三）：状态能观判据形式之一（模态判据）--作业
-4. 能控性与能观测性的判据（四）：状态能观判据形式之二（代数判据）
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-4. 能控性与能观测性的判据（四）：状态能观判据形式之二（代数判据）--作业
-5. 对偶性原理
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-5. 对偶性原理--作业
-1. 定常系统的状态空间结构（一）：能控状态分解
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-1. 定常系统的状态空间结构（一）：能控状态分解--作业
-2. 定常系统的状态空间结构（二）：能观状态分解
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-2. 定常系统的状态空间结构（二）：能观状态分解--作业
-3. 能控标准型和能观标准型：能控标准型和能观标准型
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-3. 能控标准型和能观标准型：能控标准型和能观标准型--作业
-4. 实现问题、最小实现（一）：单变量系统的能控实现、能观实现
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-4. 实现问题、最小实现（一）：单变量系统的能控实现、能观实现--作业
-5. 实现问题、最小实现（二）：多变量系统的能控实现、能观实现
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-5. 实现问题、最小实现（二）：多变量系统的能控实现、能观实现--作业
-6. 实现问题、最小实现（三）：最小实现问题
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-6. 实现问题、最小实现（三）：最小实现问题--作业
-1.状态反馈和输出反馈
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-1.状态反馈和输出反馈--作业
-2. 反馈对能控性和能观测性的影响
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-2. 反馈对能控性和能观测性的影响--作业
-3. 极点配置算法（一）：极点配置算法
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-3. 极点配置算法（一）：极点配置算法--作业
-4.极点配置算法(二)：极点配置举例
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-4.极点配置算法(二)：极点配置举例--作业
-5.极点配置算法（三）：极点配置算法
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-5.极点配置算法（三）：极点配置算法--作业
-6. 状态空间中系统的镇定问题
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-6. 状态空间中系统的镇定问题--作业
-1. 状态观测器的基本概念
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-1. 状态观测器的基本概念--作业
-2. 全维观测器的设计
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-2. 全维观测器的设计--作业
-3. 降维观测器
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-3. 降维观测器--作业
-4. 重构状态反馈控制系统
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-4. 重构状态反馈控制系统--作业
-5. 扰动量的观测
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-5. 扰动量的观测--作业
-1. 基本概念
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-1. 基本概念--作业
-2. 对外扰的完全不变性
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-2. 对外扰的完全不变性--作业
-3. 输出对外扰的静态不变性
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-3. 输出对外扰的静态不变性--作业
-4. 状态和外扰可直接测量时的抗外扰控制
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-4. 状态和外扰可直接测量时的抗外扰控制--作业
-1. 带观测器的抗外扰控制
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-1. 带观测器的抗外扰控制--作业
-2. 常值扰动下的鲁棒抗外扰控制
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-2. 常值扰动下的鲁棒抗外扰控制--作业
-3. 一般扰动下的鲁棒抗外扰控制
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-3. 一般扰动下的鲁棒抗外扰控制--作业
-1. 基本概念
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-1. 基本概念--作业
-2. 李雅普诺夫方法
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-2. 李雅普诺夫方法--作业
-3. 构造李雅普诺夫函数的方法
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-3. 构造李雅普诺夫函数的方法--作业
-1. 线性定常系统的稳定性
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-1. 线性定常系统的稳定性--作业
-2. 离散系统的稳定性
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-2. 离散系统的稳定性--作业
