课题研究的目的及主要内容

本课题的目的就是用现代控制理论分析和设计惯性平台中稳定系统，从而学会一般小功率控制系统的设计与分析方法。

本课题的主要研究内容是：应用现代控制理论，经过极点配置，并用控制系统的应用软件MATLAB来分析和仿真。

本课题的主要要求及步骤如下：

⑴ 了解稳定回路在惯性平台系统中的作用；

⑵ 了解稳定系统的组成，画出系统原理方框图；

⑶ 分析稳定回路系统，建立系统模型；

⑷ 应用现代控制理论对系统进行分析校正，得出反馈状态矩阵；

⑸ 应用MATLAB仿真，分析方针结果。

从目前来看，惯性平台稳定回路的设计，工程上仍采用传统的控制方案，其中PID控制是首选，然而许多被控对象机理复杂，具有非线性、时慢性、纯滞后等特点，在噪音、负载扰动和其他一些条件变化的影响下，过程参数、模型结构均发生变化。在这种条件下，采用常规的PID控制器很难获得满意的效果。本次设计主要采用现代控制理论的状态空间分析法，它弥补了传递函数对于处在系统结构内部的中间变量不便描述的不足，解除了利用系统内部的状态信息来改善系统性能的研究限制。

本论文首先分析了平台稳定回路系统，然后介绍了状态空间的有关概念，利用状态空间分析法建立了数学模型，然后根据稳定回路的性能指标对系统进行了状态反馈校正。在仿真时利用系统软件MATLAB中的SIMULINK验证了系统的稳态和动态指标。仿真表明利用状态反馈校正不会改变系统的状态变量，即系统的结构不会发生变化，对于实际的工程领域来说，有时这一点是非常重要的。值得注意的事，利用状态空间分析法，选取的状态变量应尽可能是物理可实现的，如果系统的状态不易测量，就要通过设计状态观测器来实现。