一、题目:线性系统状态反馈极点配置算法研究
二、指导思想和目的要求
通过毕业设计，使学生对所学自动控制原理、现代控制原理、控制系统仿真、电子技术等的基本理论和基本知识加深理解和应用；培养学生设计计算、数据处理、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用、工具书使用等基本事件能力以及外文资料的阅读和翻译技能；掌握常用的线性系统状态反馈极点配置算法，培养创新意识，增强动手能力，为今后的工作打下一定的理论和实践基础。
要求认真复习有关基础理论和技术知识，认真对待每一个设计环节，全身心投入，认真查阅资料，仔细分析被控对象的工作原理、特性和控制要求，按计划完成毕业设计各阶段的任务，重视理论联系实际，写好毕业论文。
三、主要技术指标
设计系统满足以下要求：
调节时间：
超调量：
四、进度和要求
1、搜集中、英文资料，完成相关英文文献的翻译工作，明确本课题的国内外研究现状及研究意义； （第1、2周）
2、完成总体设计方案的论证并撰写开题报告； （第3、4周）
3、分析控制系统极点配置的方法； （第5、6周）
4、掌握状态空间极点配置的基本原理； （第7、8周）
5、基于状态空间极点配置设计控制器； （第9、10周）
6、利用MATLAB对控制系统进行仿真； （第11周）
7、整理资料撰写毕业论文；
（1）初稿 ； （第12、13周）
（2）二稿 ； （第14周）
8、准备答辩和答辩。 （第15周）
五、主要参考书及参考资料
[1]刘豹，《现代控制理论》，机械工业出版社，2004.9.
[2]郑大钟. 线性系统理论.清华大学出版社，1998.
[3]刘满，井元伟，张嗣瀛.区域极点配置问题的研究方法[J] .控制与决策，2005.
[4]Siljak，D. D，Stipanovic，D. M. Robust stabilization of nonlinear systems: the LMI approach，Mathemtical Problems in Engineering，vol.6，2000: 461-493 .
[5]张德丰.MATLAB控制系统设计与仿真[J].北京：电子工业出版社，2009: 251-256.
[6]高金凤，俞立，王春平.线性矩阵不等式及其在控制工程中的应用[J] .控制工程. 2003, 10(2): 145-148.
[7]Valer Y A，Ugrinovskii，Petersen I R. Guaranteed cost control of uncertain systems Via Lur'e Posnikov Lyapunov functions[J]. Automatic，2000，36:279-285.
[8]卢京潮.《自动控制原理》.西北工业大学出版社，2010.6.
[9]胡寿松.《自动控制原理》.科学2008，6出版社，2008，6.
[10]薛定宇.陈阳泉《系统仿真技术与应用》.清华大学出版社，2004.4.
[11]王正林.《MATLAB/Simulink与控制系统仿真》.电子工业出版社，2009.7.
线性系统状态反馈极点配置算法研究摘要
20世纪50年代后期，控制理论由经典控制理论向现代控制理论转变，现代控制理论是在引入状态和状态空间概念的基础上发展起来的。与经典控制理论一样，现代控制系统中仍然主要采用反馈控制结构，但不同的是，经典控制理论中主要采用输出反馈，而现代控制系统中主要采用内部状态反馈。状态反馈可以为系统控制提供更多的信息反馈，从而实现更优的控制。闭环系统极点的分布情况决定于系统的稳定性和动态品质，因此，可以根据对系统动态品质的要求，规定闭环系统的极点所应具备的分布情况，把极点的配置作为系统的动态品质指标。这种把极点配置在某位置的过程称为极点配置。在空间状态法中，一般采用反馈系统状态变量或输出变量的方法来实现系统的极点配置。本论文对线性系统的状态反馈区域极点配置的算法进行了研究，分别以具有稳定裕度和具有圆域极点约束的状态反馈控制器设计为例，利用线性矩阵不等式LMI处理方法，编写系统的MATLAB仿真程序,结果证明了设计方法的正确性和有效性。
关键词：线性系统，状态反馈，极点配置，线性矩阵不等式
ABSTRACT
..
KEY WORDS：linear system,state feedback,pole placement,LMI
线性系统状态反馈极点配置算法研究目录
第一章 绪论 7
1.1课题背景及意义 7
1.2极点配置简介 8
1.3本论文研究的主要工作 9
第二章 理论基础及数学准备 10
2.1线性定常系统 10
2.1.1线性定常系统时间响应的性质 10
2.1.2线性定常系统频率响应的性质 10
2.1.3系统稳定性的分析方法 11
2.2极点配置问题 11
2.2.1性能指标要求 12
2.2.2极点选择区域 13
2.2.3其它极点配置原则 13
2.3状态反馈 14
2.3.1状态反馈的构成 15
2.3.2状态反馈系统的描述 15
2.3.3状态反馈系统的结构特性 16
2.3.4状态反馈对系统能观测性的影响 16
2.4本章小结 17
第三章 MATLAB 概述 18
3.1 MATLAB的语言描述 18
3.2线性矩阵不等式LMI 20
3.2.1线性矩阵不等式LMI基本变换引理 21
3.2.2 LMI工具箱介绍 22
3.3在MATLAB中的极点配置函数 24
3.4本章小结 25
第四章 线性定常系统状态反馈极点配置算法研究 26
4.1精确极点配置 27
4.1.1问题描述 27
4.1.2算法步骤 28
4.1.3仿真分析 28
4.2具有稳定裕度的区域极点配置 32
4.2.1问题描述 32
4.2.2具有α稳定裕度的状态反馈控制器设计 32
4.2.3程序清单 34
4.2.4仿真结果 35
4.3具有圆域极点约束的状态反馈控制器设计 38
4.3.1问题描述 38
4.3.2具有圆域极点约束的状态反馈控制器设计 38
4.3.3程序清单 39
4.3.4仿真结果 41
4.4本章小结 43
第五章 全文总结 44
参考文献和书目 45
致 谢 46
毕业设计小结 47
