matlab四自由度汽车悬架仿真系统

Columns 1 through 5

3.9215 -2.5595 0.0087 0.0010 2.1821 4.8295 4.4730 0.0007 0.0126 2.1831

Columns 6 through 8

-1.8444 0.0010 0.0001 2.1105 0.0001 0.0012 系统框图如下：

图8 系统一的状态反馈 系统一仿真时，输入u1?u2?sin()?1，为了更直观地观察到系统一状态

?2在闭环控制下随时间衰减，初始状态取[1 1 1 1 1 1 1 1]〗^T

期望极点-2， -3 ，-10 ，-12 ，-20 ，-15 ，-18 ，-19，通过观察系统一的阶跃响应图得到设计完状态反馈控制器后，阶跃响应下系统是收敛的，这就完成了系统一的镇定问题，系统一达到了渐进稳定状态。

12

50-5-10-15-20-25-30012345678910

（a）

400020000-2000-4000-6000-8000012345678910

（b）

图9 系统一期望极点处的响应曲线

2、极点配置后的正弦响应

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Imaginary Axis (seconds-1)系统一的极点配置10.50-0.5-1-20-10010420-2-4x 10-4系统一正弦信号响应012345Real Axis (seconds-1)系统二正弦信号响应0.10.050-0.05Imaginary Axis (seconds-1)系统二的极点配置10.50-0.5-1-20-15-10-50-0.1012345Real Axis (seconds-1)

图 10

五、 状态观测器设计

1、全维状态观测器设计

前面为了解决系统的镇定问题，引入了状态反馈对系统进行极点配置，从而使其达到稳定。但引入状态反馈的前提条件是所有状态都是可以得到的。因此，需要对系统的状态进行重构，并用这个重构的状态代替系统的真实状态，来实现所要求的状态反馈。

状态重构的实质，就是重新构造一个系统，利用原系统中可直接测量的变量，

?在一定条件下等价如输出变量和输入变量作为它的输入信号并使其输出信号x与原系统的状态x。通常称这个用于实现状态重构的系统为状态观测器。

如果状态观测器能够观测所有的状态量，而不管其是否能够直接测量，这种观测器称为全维状态观测器。

由于全维状态观测器要求系统能观，现在选择系统变量如下：

称此系统为系统，通过验证，系统能控能观，可进行全维观测器的设计。全维状态观测器的结构框图如下图11：

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图11 全维状态观测器结构框图

全维状态观测器仿真框图如下图12

图 12 全维状态观测器仿真框图

由上图可以推导出它的全维状态观测器动态方程如下：

??(Ass-LCss)x??L1y?Bssu。 ??Assx??L(y?y?)?Bssu，化简为：xx?? 15