ตัวอย่าง ของ การป้อนกลับสถานะแบบเต็ม

พิจารณาสมการปริภูมิสถานะ

x _ ˙ = [ 0 1 − 2 − 3 ] x _ + [ 0 1 ] u _ {\displaystyle {\dot {\underline {x}}}={\begin{bmatrix}0&1\\-2&-3\end{bmatrix}}{\underline {x}}+{\begin{bmatrix}0\\1\end{bmatrix}}{\underline {u}}}

จะพบว่าเมื่อไม่มีการควบคุมนั้น ตัวระบบวงปิดมีขั้วที่ s = − 1 {\displaystyle s=-1} และ s = − 2 {\displaystyle s=-2} แต่ถ้าเราต้องการให้ระบบวงปิดมีขั้วที่ s = − 1 {\displaystyle s=-1} และd s = − 5 {\displaystyle s=-5} แทน (ซึ่งมีสมการลักษณะเฉพาะคือ s 2 + 6 s + 5 = 0 {\displaystyle s^{2}+6s+5=0} ).

ขั้นตอนการการป้อนกลับสถานะแบบเต็ม เป็นดังนี้คือกำหนดให้ ค่าคงที่ K = [ k 1 k 2 ] {\displaystyle \mathbf {K} ={\begin{bmatrix}k_{1}&k_{2}\end{bmatrix}}}

และสมการลักษณะเฉพาะของระบบที่ติดตัวแปร K {\displaystyle \mathbf {K} } คือ

| s I − ( A − B K ) | = det [ s − 1 2 + k 1 s + 3 + k 2 ] = s 2 + ( 3 + k 2 ) s + ( 2 + k 1 ) {\displaystyle \left|s\mathbf {I} -\left(\mathbf {A} -\mathbf {B} \mathbf {K} \right)\right|=\det {\begin{bmatrix}s&-1\\2+k_{1}&s+3+k_{2}\end{bmatrix}}=s^{2}+(3+k_{2})s+(2+k_{1})} .

เมื่อทำการเทียบ สัมประสิทธิ์ของทั้งสองสมการลักษณะเฉพาะแล้วจะได้

K = [ 3 3 ] {\displaystyle \mathbf {K} ={\begin{bmatrix}3&3\end{bmatrix}}} .

จะเห็นได้ว่าการกำหนดให้ u _ = − K x _ {\displaystyle {\underline {u}}=-\mathbf {K} {\underline {x}}} (ซึ้งก็คือการป้อนสถานะแบบเต็มนั้นเอง) ทำให้ระบบวงปิดมีขั้วและคุณสมบัติตามที่เราต้องการนั้นเอง

หมายเหตุ: ตัวอย่างข้างต้นนี้สำหรับกรณี สัญญาณเข้าทางเดียวและสัญญาณขาออกทางเดียว (Single-Input and Single-Output) เท่านั้น ในกรณี สัญญาณขาเข้าหลายทางและสัญญาณขาออกหลายทาง (Multiple-Input and Multiple-Output) ค่า เมทริกซ์ K {\displaystyle {\textbf {K}}} อาจจะมีได้หลายค่าและให้ผลต่อระบบวงปิดในแบบเดียวกัน ดังนั้นการเลือกใช้ K ที่ดีที่สุดและเหมาะกับสภาพความเป็นจริงของปัญหาก็เป็นอีกประเด้นหนึ่งที่ผู้ออกแบบต้องพิจารณา ซึ่งโดยปรกติแล้วเราจะนิยมใช้วิธีการ linear-quadratic regulator กันมากกว่า

ใกล้เคียง

การป้องกันภาวะสมองเสื่อม การป้องกันโรคมะเร็ง การป้องกัน คชรน. การป้องกันกำลังรบ การป้อนกลับเชิงลบ การป้ายคอหอยส่วนจมูก การป้อนกลับสถานะแบบเต็ม การป้องกันตัวชี้ที่เป็นโมฆะ การป้องกันโกดังซื่อหาง การป้อนกลับเชิงบวก