控制
被控对象,被控量,给定量
被控对象的被控对象符合给定量
什么东西的什么量变成什么量
干扰
处理干扰使被控对象的被控量对象符合给定量
自动控制系统的原理和与应用
例子:人骑自行车,学生去上课,教室就是目标,
方框图
输入,输出,偏差,外界干扰。
自动控制在国民经济中的组成
- 钢铁工业广泛采用自动控制技术
- 机床加工,控制工件的运动和位置。
- 制药工业定值控制系统
- 机器人,摆脱危险有害的工作环境。
- 航海上的应用
- 无人驾驶飞机
- 宇航技术
- 等,广泛应用
自动控制
在没有人的干预下,用控制装置来控制。
自动控制的基本组成
输入信号,放大对象,执行机构,控制对象,输出信号,测量装置,反馈校正装置,串联校正装置,扰动信号。
扰动是系统不希望的但又是不可不免的。
反馈
当怎么样就怎么样
无反馈的控制称为开环控制
控制理论的分类
经典控制理论 19世纪初到20世纪50年代
- 单输入单输出的问题
- 时域法
- 复域法
- 频域法
现代控制理论 20世纪60年代至今
- 多输入多输出
- 线性系统
- 最优控制
- 最佳估值
- 系统辨识
- 自适应控制
- 鲁棒控制
- 容错控制
- 集散控制
- 预测控制
- 滑膜控制
- 大系统复杂控制
- 非线性系统理论
智能控制理论 20世纪70年代至今,由于计算机的发展
- 专家系统
- 模糊控制
- 神经网络
- 遗传算法
- 多智能控制
经典控制理论和现代控制理论合称为传统控制理论,要求有精确的数学模型,可这个模型获取难,所以模拟人的策略,智能控制理论因运而生。
主要讲经典控制理论
经典控制理论已经很成熟了
经典控制理论是一个基础
负反馈
将系统的输出信号引回输入端,与输入信号相比较,利用所得的偏差进行控制,达到减小偏差,消除偏差的目的。
基本控制方式
开环控制和闭环控制,复合控制
控制系统的组成
被控对象,控制装置
控制装置:测量元件,比较元件,执行机构,放大元件,校正装置(提高性能),给定元件。未必都有。
比较出偏差
方框图表示看的见摸的着的实体
方框图是建模的第一步
方框图的五大要素
- 方框表示元件
- 箭头表示信号传递方向
- 物理电路图中的电灯泡,在方框图中表示比较
- T型线路表示引出,引出后性质不会改变
- 负号表示负反馈
工作原理图要到方框图
分析设计系统
控制系统的分类
1.按给定信号的形式:恒值系统,随动系统又叫伺服系统,程控系统
2.按是否满足叠加原理:线性系统,非线性系统
3.按参数是否随时间变化:定常系统,时变系统
4.按信号的传递形式:连续系统,离散系统
5.按输入输出变量的多少:单变量系统,多变量系统
主要研究3和2
系统的要求:稳:给扰动可以稳定 准 快。也就是性能指标。
系统的数学模型,精确描述输入和输出
系统模型分析性能指标,性能指标来校正系统模型
需要数学上的拉普拉斯变换知识
叠加原理是数学上的概念
1.系统 输入r1 输出c1
2.系统 输入r2 输出c2
3.系统 输入a*r1+b*r2 输出a*c1+b*c2
其中a,b为系数
若1,2,3对一个系统成立,则称此系统满足叠加原理,又称此系统为线性系统
线性 定常 系统控制 微分方程的左边放的是输出,右边放的是输入 p10
定常指的是系数为常数,如果系数中有一个系数是随时间变化的,那么称为时变系统。
自动控制原理就是解决线性定常的,出了这个范围不好解决,经典控制理论不好解决。
控制系统的数学模型:描述系统输入输出以及内部各变量之间的关系的数学表达式
时域模型:微分方程
复域模型:传递函数
建模方法
解析法:根据系统工作所依据的物理定律写运动方程。这个系统我们完全了解内部工作机制。又叫白盒子。黑盒子是无法使用此方法的。
实验法:给系统实加某种测试信号,记录输出响应,并用适当的数学模型去逼近系统的输入输出的特性。黑盒子使用此方法。会使用辨识算法。课程不涉及
RLC串联电路
