28、前馈控制:原理与应用

前馈控制:原理与应用

1. 前馈控制概述

前馈控制是一种用于提高控制系统跟踪性能的有效方法。在离散频率域中,考虑一个带有命令前馈控制的线性系统,其目标是使系统输出 (y_n) 尽可能地跟踪参考输入 (r_n),即 (y_n = r_n)。

2. 线性系统前馈控制分析

2.1 系统结构

以下是带有前馈控制器 (G_f) 的线性系统结构:

graph LR
    classDef startend fill:#F5EBFF,stroke:#BE8FED,stroke-width:2px
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px
    Rn([Rn]):::startend --> +1(+):::process
    +1 --> Gc(z):::process
    Gc(z) --> +2(+):::process
    Rn --> Gf(z):::process
    Gf(z) --> +2
    +2 --> Gp(z):::process
    Gp(z) --> yn([yn]):::startend
    yn --> -1(-):::process
    -1 --> +1

2.2 输出计算

当加入前馈控制器 (G_f) 后,系统的输出可以通过以下步骤计算:
1. 首先,中间变量 (m’_n) 的表达式为:
-

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