現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)上機(jī)之一答案

1、1現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)上機(jī)實(shí)驗(yàn)一現(xiàn)代控制理論基礎(chǔ)上機(jī)實(shí)驗(yàn)一亞微米超精密車床振動(dòng)控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間法設(shè)計(jì)亞微米超精密車床振動(dòng)控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間法設(shè)計(jì)一工程背景介紹超精密機(jī)床是實(shí)現(xiàn)超精密加工的關(guān)鍵設(shè)備，而環(huán)境振動(dòng)又是影響超精密加工精度的重要因素。為了充分隔離基礎(chǔ)振動(dòng)對(duì)超精密機(jī)床的影響，目前國(guó)內(nèi)外均采用空氣彈簧作為隔振元件，并取得了一定的效果，但是這屬于被動(dòng)隔振，這類隔振系統(tǒng)的固有頻率一般在2Hz左右。這種被動(dòng)隔振方法難以滿足超精密加工對(duì)隔振系統(tǒng)

2、的要求。為了解決這個(gè)問題，有必要研究被動(dòng)隔振和主動(dòng)隔振控制相結(jié)合的混合控制技術(shù)。其中，主動(dòng)隔振控制系統(tǒng)采用狀態(tài)空間法設(shè)計(jì)，這就是本次上機(jī)實(shí)驗(yàn)的工程背景。二實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本次上機(jī)實(shí)驗(yàn)，使同學(xué)們熟練掌握：1.控制系統(tǒng)機(jī)理建模；2.時(shí)域性能指標(biāo)與極點(diǎn)配置的關(guān)系；3.狀態(tài)反饋控制律設(shè)計(jì)；4.MATLAB語(yǔ)言的應(yīng)用。四個(gè)知識(shí)點(diǎn)。三工程背景的物理描述3閉環(huán)系統(tǒng)單位階躍響應(yīng)的超調(diào)量不大于5%，過(guò)渡過(guò)程時(shí)間不大于0.5秒（）。0.02??五車床振動(dòng)系統(tǒng)的

3、開環(huán)狀態(tài)空間模型首先假定為常數(shù)，將式兩邊求關(guān)于時(shí)間的二階導(dǎo)數(shù)可得：0s0yss????pa1ysFFm????????（5）??0rrreeea11[()]ncykypVVAyAkIm????????記為（6）??0ea1ycykykIm?????????其中。rrree1[()]npVVAyA????式（6）兩邊求導(dǎo)數(shù)得：（7）??0ea1ycykykIm??????????????由式（6）可得：（8）0aemycykyIk????

4、?????由式（7）可得：（9）0aemycykyIk??????????????將式（8）和（9）代入式（4）可得：00aee()()mycykymycykyLREIyutkk???????????????????????????00eae()()LmyLcRmyLkRcyRkyLRkEIykut????????????????????將非線性項(xiàng)視為干擾信號(hào)，略去不計(jì)，可得線性化模ea()LRkEIy??????型：（10）????0