有源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能控性分析與設(shè)計(jì).pdf

1、傳統(tǒng)控制理論在研究系統(tǒng)特性時(shí)(如系統(tǒng)的穩(wěn)定性、能控能觀性)，都是基于實(shí)際的模型(數(shù)學(xué)或物理模型)，離不開實(shí)際的參數(shù)，研究的是實(shí)數(shù)域上系統(tǒng)性質(zhì)。然而，在進(jìn)行控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)時(shí)，往往首先要研究系統(tǒng)整體和結(jié)構(gòu)方面的信息，而實(shí)數(shù)域上的矩陣不便于分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)?；诖?，魯凱生教授運(yùn)用多元有理函數(shù)域F(z)上系統(tǒng)這一研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的新工具，對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)做了大量理論研究。本文在學(xué)習(xí)多元有理函數(shù)域F(z)上系統(tǒng)的基本概念，以及F(z)上有源網(wǎng)絡(luò)

2、能控性判定定理的基礎(chǔ)上，運(yùn)用上述理論分析并設(shè)計(jì)不同結(jié)構(gòu)特性的二階有源網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，依據(jù)線性系統(tǒng)理論，設(shè)計(jì)有源網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)反饋電路，實(shí)現(xiàn)對有源網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行極點(diǎn)的任意配置，滿足有源網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和動態(tài)性能的要求。
　　 本論文就此作了以下幾個(gè)方面的工作：
　　 (1)介紹了F(z)上系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)能控性的研究背景和意義，以及F(z)上電網(wǎng)絡(luò)研究國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀；
　　 (2)介紹了F(z)上電網(wǎng)絡(luò)理論，主要包括電網(wǎng)絡(luò)基本概念，同時(shí)還

3、詳細(xì)介紹了用控制流圖法來分析F(z)有源網(wǎng)絡(luò)能控性；隨后由線性系統(tǒng)的分析與綜合，引出系統(tǒng)的反饋，對比了輸出反饋和狀態(tài)反饋兩種反饋形式，給出了系統(tǒng)基于狀態(tài)反饋系統(tǒng)的極點(diǎn)配置算法；
　　 (3)介紹用于有源網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的TAP-2型控制理論實(shí)驗(yàn)裝置，詳細(xì)說明了該實(shí)驗(yàn)裝置的構(gòu)成及其實(shí)現(xiàn)的功能，并闡述了實(shí)驗(yàn)裝置控制理論軟件，并通過設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的典型環(huán)節(jié)電路，實(shí)驗(yàn)得到電路的階躍響應(yīng)；
　　 (4)詳細(xì)地描述了基于慣性環(huán)節(jié)的有源網(wǎng)絡(luò)分析

4、與設(shè)計(jì)，分析有源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能控性，求出有源網(wǎng)絡(luò)F(z)上的狀態(tài)方程，依據(jù)有源網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定與發(fā)散兩種情形，對有源網(wǎng)絡(luò)參量在實(shí)數(shù)域上取值，借助MATLAB軟件計(jì)算有源網(wǎng)絡(luò)的極點(diǎn)及其性能參數(shù)，并對其階躍響應(yīng)仿真。然后依據(jù)計(jì)算的極點(diǎn)設(shè)計(jì)狀態(tài)反饋電路，在控制理論實(shí)驗(yàn)裝置上實(shí)驗(yàn)得到有源網(wǎng)絡(luò)的階躍響應(yīng)曲線；
　　 (5)詳細(xì)介紹了基于差分電路的有源網(wǎng)絡(luò)分析與設(shè)計(jì)，這是一類較為普遍的有源網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的電容電壓值的反饋需要專門設(shè)計(jì)反饋電路來實(shí)現(xiàn)。首先選