东南大学自动化学院 实 验 报 告 课程名称： 控制基础 第 二 次实验 实验名称： 状态观测器设计 院 （系）： 自动化学院 专 业： 自动化 姓 名： 张涤 学 号： 0 8 0 0 7 2 1 1 实 验 室： 机械动力楼 4 1 9 室 实验组别： 同组人员： 黎晓平 实验时间： 2 0 1 0 年 5 月 2 1 日 评定成绩： 审阅教师： 目 录 一．实验目的……………………………………………………………3 二．实验原理……………………………………………………………3 三．实验设备……………………………………………………………4 四．实验步骤……………………………………………………………4 五．实验记录……………………………………………………………6 六．预习与回答…………………………………………………………8 实验十 状态观测器设计 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置 （3） 会设计实用的状态观测器 二、实验原理： 如果控制系统采用极点配置的方法来设计，就必须要得到系统的各个状态，然后才能用状态反馈进行极点配置。然而，大多数被控系统的实际状态是不能直接得到的，尽管系统是可以控制的。怎么办？如果能搭试一种装置将原系统的各个状态较准确地取出来，就可以实现系统极点任意配置。于是提出了利用被控系统的输入量和输出量重构原系统的状态，并用反馈来消除原系统和重构系统状态的误差，这样原系统的状态就能被等价取出，从而进行状态反馈，达到极点配置改善系统的目的，这个重构的系统就叫状态观测器。 另外，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。 给一个被控二阶系统，其开环传递函数是 G（s）=12(1)(1)KT sT s ，12 KK K观测器如图示。注意：要观测的状态已经被确定，不能套用能观标准型计算 H 阵，否则 H 阵将差一个系数。 设被控系统状态方程 X=AX+BuY=CX 构造开环观测器， X 、 Y 为状态向量和输出向量估值 X=AX+BuY=CX 由于初态不同，估值 X 状态不能替代被控系统状态X ，为了使两者初态跟随，采用输出误差反馈调节，加入反馈量H(Y-Y) ，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。 X=AX+Bu+H(Y-Y)Y=CX 也可写成 X=(A-HC)X+Bu+HYY=CX 只要（A-...
