控制系統(tǒng)導(dǎo)論ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-05-26 02:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 節(jié)器系統(tǒng)），其特點(diǎn)是輸入保持為常量，或整定后相對(duì)保持常量，而系統(tǒng)的任務(wù)是盡量排除擾動(dòng)的影響，以一定準(zhǔn)確度將輸出量保持在希望的數(shù)值上。 線性和非線性系統(tǒng) 組成系統(tǒng)的元器件的特性均為線性，能用線性常微分方程描述其輸入與輸出關(guān)系的稱為 線性系統(tǒng) 。特點(diǎn)： 具有齊次性和疊加性。 線性常微分方程的各項(xiàng)系數(shù)都是與時(shí)間無關(guān)的常數(shù)，為 線性定常系統(tǒng) ，線性常微分方程的各項(xiàng)系數(shù)中有時(shí)間函數(shù)，系統(tǒng)就稱為 線性時(shí)變系統(tǒng) 。 只要 有一個(gè)元器件的特性不能用線性方程描述 ，即為 非線性系統(tǒng)。 非線性常微分方程中，輸出量及其各階導(dǎo)數(shù)不全都是一次的，或者輸出量導(dǎo)數(shù)項(xiàng)的系數(shù)是輸入量的函數(shù)。 非線性不滿足疊加原理 。時(shí)間響應(yīng)特性與初始狀態(tài)有極大的關(guān)系。 連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng) 連續(xù)系統(tǒng)各部分的輸入和輸出信號(hào)都是連續(xù)的模擬量。 離散系統(tǒng)是指某一處或數(shù)處的信號(hào)以脈沖列或數(shù)碼的形式傳遞的系統(tǒng)。 描述連續(xù)控制系統(tǒng)用微分方程，而描述離散控制系統(tǒng)則用差分方程。 與連續(xù)系統(tǒng)類似，離散系統(tǒng)也有線性和非線性、定常與時(shí)變系統(tǒng)之分。 單輸入單輸出系統(tǒng)與多輸入多輸出系統(tǒng) 單輸入單輸出系統(tǒng)亦稱單變量系統(tǒng)，其輸入量和輸出量各為一個(gè)，需要時(shí)，將干擾信號(hào)作為第二個(gè)輸入，分析時(shí)，用疊加原理，將系統(tǒng)看成兩個(gè)單輸入系統(tǒng)來處理。單輸入單輸出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，分析、設(shè)計(jì)比較方便。 多輸入多輸出系統(tǒng)亦稱多變量系統(tǒng)，其輸入量和輸出量多于一個(gè)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一個(gè)輸入量對(duì)數(shù)個(gè)輸出量都有控制作用，反之，一個(gè)輸出量往往受多個(gè)輸入量控制，也就是說相互之間有耦合作用。顯然，多變量系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，遠(yuǎn)較單變量系統(tǒng)復(fù)雜。 確定系統(tǒng)與不確定系統(tǒng) 若系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù)是確定的、已知的，系統(tǒng)的輸入信號(hào)也是確定的，可用解析式或圖表確切表示，則這種系統(tǒng)稱為確定系統(tǒng)。夾雜有不嚴(yán)重且其影響可忽略不計(jì)的噪聲時(shí)，系統(tǒng)也可視為確定系統(tǒng)。 當(dāng)系統(tǒng)本身或作用于該系統(tǒng)的輸入信號(hào)不確定時(shí)稱為不確定系統(tǒng)。例如系統(tǒng)的輸入信號(hào)混雜有隨機(jī)噪聲，系統(tǒng)使用的元、器件的特性有隨機(jī)干擾等就構(gòu)成簡(jiǎn)單的不確定系統(tǒng)。若隨機(jī)噪聲等能用統(tǒng)計(jì)特性表示其特征時(shí)，可用概率論對(duì)不確定系統(tǒng)加以研究。 自動(dòng)控制的基本要求 自動(dòng)控制原理的內(nèi)容是與自動(dòng)控制系統(tǒng)需要研究的問題密切相關(guān)的，是分析、設(shè)計(jì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的理論依據(jù)。 基本要求的提法 自動(dòng)控制系統(tǒng)能否正常工作，控制性能如何，這些都需要自動(dòng)控制原理給出確切的答案，其中主要包括三大問題。 穩(wěn)定性 、 快速性、準(zhǔn)確性。 （ 1） 穩(wěn)定性 穩(wěn)定 是任一自動(dòng)控制系統(tǒng)能否實(shí)際應(yīng)用的必要條件 ， 自動(dòng)控制原理至少應(yīng)給出判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法 ， 并應(yīng)指出穩(wěn)定性與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) （ 或稱控制規(guī)律 ） 及參量間的關(guān)系 。 一個(gè) 穩(wěn)定的控制系統(tǒng) ， 其被控量偏離期望值的初始偏差應(yīng)隨時(shí)間的增長(zhǎng)逐漸減小并趨向于零 。 穩(wěn)定的恒值控制系統(tǒng) ：被控量因擾動(dòng)而偏離期望值后 ，經(jīng)過一個(gè)過渡過程時(shí)間 ， 被控量應(yīng)恢復(fù)到原來的期望值狀態(tài) 。 穩(wěn)定的隨動(dòng)控制系統(tǒng) ：被控量應(yīng)能始終跟蹤輸入量的變化 。 （ 2）快速性 對(duì)于經(jīng)常處于暫態(tài)過程，或?qū)簯B(tài)響應(yīng)有一定要求的自動(dòng)控制系統(tǒng)，此問題較為重要。自動(dòng)控制原理需要研究系統(tǒng)的控制規(guī)律及參量與暫態(tài)響應(yīng)的關(guān)系，并且能提供簡(jiǎn)捷的計(jì)算暫態(tài)響應(yīng)的方法。 （ 3）準(zhǔn)確性 穩(wěn)態(tài)情況下，控制的準(zhǔn)確度往往是自動(dòng)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要性能指標(biāo)。自動(dòng)控制原理應(yīng)給出計(jì)算系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的方法，并且指出系統(tǒng)控制規(guī)律及參量與穩(wěn)態(tài)響應(yīng)間的關(guān)系。 典型外作用 （ 1） 階躍函數(shù) 階躍函數(shù)的時(shí)域表達(dá)式為 ?????????000)(1)(tttRtr式中 , R為常數(shù) , 當(dāng) R＝ 1時(shí) , 稱 r(t)=1(t)
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1