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状态反馈

[拼音]:zhuangtai fankui

[外文]:state feedback

系统的状态变量通过比例环节传送到输入端去的反馈方式。状态反馈是体现现代控制理论特色的一种控制方式。状态变量能够全面地反映系统的内部特性,因此状态反馈比传统的输出反馈能更有效地改善系统的性能。但是状态变量往往不能从系统外部直接测量得到,这就使得状态反馈的技术实现往往比输出反馈复杂。

图中为状态反馈的基本形式。其中��是状态变量的估计值,K是一个常系数矩阵(比例环节),通常称为反馈增益矩阵。如果原系统是定常线性系统(A,B,C)(见线性系统理论),则在引入状态反馈K以后,系统就化成(ABK,B,C)。状态反馈把系统的动态矩阵A变成ABK,但不影响输入矩阵B和输出矩阵C。状态反馈也不影响系统的能控性,但可能改变系统的能观测性。只要原系统是能控的,则一定可以通过适当选取反馈增益矩阵K用状态反馈来任意移置闭环系统的极点(见极点配置)。对于传统的输出反馈,如果不引入附加的补偿装置,这一点不是总能作到的。

随着状态观测器理论和状态估计方法的发展(特别是由于卡尔曼-布什滤波方法的出现),在很多情况下已不难获得状态变量的良好实时估计值,状态反馈方法已进入了实用阶段。

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

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文章名称:《状态反馈》
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