如圖所示為一個擺桿系統(tǒng),兩擺桿長度均為L,擺桿的質量忽略不計,擺桿末端兩個質量塊(質量均為M)視為質點,兩擺桿中點處連接一條彈簧,θ1與θ2分別為兩擺桿與豎直方向的夾角。當θ1=θ2時,彈簧沒有伸長和壓縮。水平向右的外力f(t)作用在左桿中點處,假設擺桿與支點之間沒有摩擦與阻尼,而且位移足夠小,滿足近似式sinθ=θ,cosθ=1。 (1)寫出系統(tǒng)的運動微分方程; (2)寫出系統(tǒng)的狀態(tài)方程。
開環(huán)系統(tǒng)的結構如圖所示: 試用狀態(tài)反饋的方法,使閉環(huán)系統(tǒng)單位階躍響應的過渡過程時間ts=5.65秒(Δ=0.02),超調量為σp=4.32%,其中一個閉環(huán)特征值為-5。求狀態(tài)反饋控制律的數學表達式。