脈衝響應函式方法

[拼音]:zhuangtai fankui

[英文]:state feedback

系統的狀態變數通過比例環節傳送到輸入端去的反饋方式。狀態反饋是體現現代控制理論特色的一種控制方式。狀態變數能夠全面地反映系統的內部特性,因此狀態反饋比傳統的輸出反饋能更有效地改善系統的效能。但是狀態變數往往不能從系統外部直接測量得到,這就使得狀態反饋的技術實現往往比輸出反饋複雜。

圖中為狀態反饋的基本形式。其中憫是狀態變數的估計值,K是一個常係數矩陣(比例環節),通常稱為反饋增益矩陣。如果原系統是定常線性系統(A,B,C)(見線性系統理論),則在引入狀態反饋K以後,系統就化成(A-BK,B,C)。狀態反饋把系統的動態矩陣A變成A-BK,但不影響輸入矩陣B和輸出矩陣C。狀態反饋也不影響系統的能控性,但可能改變系統的能觀測性。只要原系統是能控的,則一定可以通過適當選取反饋增益矩陣K用狀態反饋來任意移置閉環系統的極點(見極點配置)。對於傳統的輸出反饋,如果不引入附加的補償裝置,這一點不是總能作到的。

隨著狀態觀測器理論和狀態估計方法的發展(特別是由於卡爾曼-布什濾波方法的出現),在很多情況下已不難獲得狀態變數的良好實時估計值,狀態反饋方法已進入了實用階段。

參考書目

Chi-Tsong Chen,Linear System Theory and Design,Holt,Rinehart and Winston,New York,1984.