【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 際結(jié)果 分析決策 執(zhí)行 觀察 工作對(duì)象 實(shí)測(cè)值 干擾 觀察 預(yù)期目標(biāo) 典型的人工干預(yù)過(guò)程圖 人工干預(yù)過(guò)程：檢測(cè)偏差，再糾正偏差 閉環(huán)系統(tǒng) （ 增加了對(duì)實(shí)際輸出的測(cè)量 ） 反饋控制： 在反饋控制系統(tǒng)中， 控制裝置 對(duì) 控制對(duì)象 施加的控制作用，是取自被控量的反饋信息，用來(lái)不斷修正被控量的 偏差 ，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的任務(wù)，這就是 反饋控制的原理 。 反饋： 把取出輸出量送回到輸入量，并與輸入信號(hào)相比較產(chǎn)生偏差信號(hào)的過(guò)程。 典型閉環(huán)系統(tǒng)方框圖 負(fù)反饋 ：若反饋的信號(hào)是與輸入信號(hào) 相減 ，使產(chǎn)生的偏差越來(lái)越小 (從而使被控量與期望值趨于一致 )。反之，則稱為 正反饋。 反饋控制：就是采用 負(fù)反饋 并利用偏差進(jìn)行控制的過(guò)程，而且，由于引入了被控量的反饋信息，整個(gè)控制過(guò)程稱為閉合的，因此反饋控制也稱閉環(huán)控制。 反饋控制實(shí)質(zhì)上是一個(gè) 按偏差進(jìn)行控制 的過(guò)程，因此，它也稱為按偏差的控制 ,反饋控制原理就是 按偏差控制的原理。 反饋控制的共同特點(diǎn)是： 由負(fù)反饋構(gòu)成閉環(huán)； 按偏差控制。 為了說(shuō)明閉環(huán)控制與開(kāi)環(huán)控制的區(qū)別，再舉一房間加熱的例子，房間的加熱：此動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的輸入是熱量，輸出是房間溫度。如何保持室溫在預(yù)定值上？ 1．預(yù)定程序控制（開(kāi)環(huán)）： 控制作用直接由系統(tǒng)的輸入量產(chǎn)生，給定一個(gè)輸入量就有一個(gè)輸出量與之對(duì)應(yīng)，控制精度完全取決于所用的元件及校準(zhǔn)的精度，不能有效對(duì)付干擾（門窗開(kāi) /關(guān)，人員流動(dòng)，房屋模型不準(zhǔn)確導(dǎo)致預(yù)定程序不準(zhǔn)確等等）。 溫度很難保持在預(yù)先設(shè)定的溫度范圍內(nèi) 2． 利用溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)器 （ thermostat根據(jù)溫度自動(dòng)啟動(dòng)的裝置 ） （ 反饋控制方案 ） ：一旦溫度到達(dá)新的值 ， 就開(kāi)始在某一幅值范圍 （ ?溫度自動(dòng)調(diào)節(jié)器的偏差 ） 內(nèi)振動(dòng)。 (振動(dòng)因室溫的上升有一個(gè)慣性滯后 ) 閉環(huán)與開(kāi)環(huán)二者有 本質(zhì)區(qū)別 。 開(kāi)環(huán)控制方案不管被控量變化有多大 ， 總是按 一種模式運(yùn)行 (通常無(wú)法做到按指定規(guī)律變化 ， 但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ， 適用于被控變量不易測(cè)量時(shí) )。 反饋控制有能力敏感被控量 （ 室溫 ） 的變化 ， 與期望值有偏差時(shí)能夠產(chǎn)生 修正指令 （ 具有抑制擾動(dòng)對(duì)被控量產(chǎn)生影響的能力 ， 精度高 ， 但必須等干擾反應(yīng)在被控量的變化上以后 ， 反饋控制才作出反應(yīng) 不可能預(yù)測(cè)將進(jìn)入系統(tǒng)的干擾 ） 。 宏觀 、 微觀生活的各個(gè)方面都是反饋原理 。 細(xì)菌 、人身體和人類社會(huì)都有自調(diào)整功能 ， 有著許多相互聯(lián)系的反饋系統(tǒng) 。 反饋控制系統(tǒng)的特點(diǎn)是有能力處理 不確定性 。 這種不確定可指被控對(duì)象的變更 （ 如換了一間房子 ） 、 環(huán)境的變化 （ 如不能精確預(yù)報(bào)室外溫度和風(fēng)速 ） 。 因此 ， 反饋使系統(tǒng)能 適應(yīng) 環(huán)境變化， 但不可能預(yù)測(cè)將進(jìn)入系統(tǒng)的干擾 。 如果我們將任何事情都預(yù)報(bào)得很準(zhǔn) ， 就可以不用反饋控制系統(tǒng)。 在干擾可測(cè)的情況下 ， 可采取措施來(lái)減小或抵消干擾對(duì)輸出量的影響 。 這種按擾動(dòng)控制方式有時(shí)也可稱順饋控制 。 按擾動(dòng)控制方式在技術(shù)上較按偏差控制方式簡(jiǎn)單，但它只適用于擾動(dòng)可測(cè)量的場(chǎng)合，而且一個(gè)補(bǔ)償裝置只能補(bǔ)償一種擾動(dòng)因素，對(duì)其余擾動(dòng)均不起補(bǔ)償作用。因此，比較合理的一種控制方式是 把按偏差控制與按擾動(dòng)控制結(jié)合起來(lái) ，對(duì)于主要擾動(dòng)采用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償裝置實(shí)現(xiàn)按擾動(dòng)控制，同時(shí)再組成反饋控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)按偏差控制，以消除其余擾動(dòng)產(chǎn)生的偏差。 復(fù)合控制就是開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制相結(jié)合的一種控制。實(shí)質(zhì)上，它是在閉環(huán)控制回路的基礎(chǔ)上，附加了一個(gè)輸入信號(hào)或擾動(dòng)作用的順饋通路，來(lái)提高系統(tǒng)的控制精度。 按擾動(dòng)作用補(bǔ)償 n 控制裝置 被控對(duì)象 C R — 補(bǔ)償裝置 由兩大組成部分，即被控對(duì)象和自動(dòng)控制裝置（有時(shí)也稱為控制器） 自動(dòng)控制裝置又可分為下列幾個(gè)主要部分： （ 1） 測(cè)量元件 （或測(cè)量裝置）。用于測(cè)量被控量的實(shí)際值或?qū)Ρ豢亓窟M(jìn)行物理量變換的裝置。 （ 2） 比較元件 （或比較器）。它將被控量的實(shí)際值（常取負(fù)號(hào)）與被控量給定的要求值（常取正號(hào)）相比較，得到偏差的大小和符號(hào)。 （ 3） 放大元件 。它能將偏差信號(hào)放大，用來(lái)推動(dòng)執(zhí)行元件去控制被控對(duì)象。 （ 4） 執(zhí)行元件 。接受放大元件的輸出控制信號(hào)，產(chǎn)生具體的控制效果，使被控制量產(chǎn)生預(yù)期的改變。 反饋控制系統(tǒng)的基本組成 被控對(duì)象 控制系統(tǒng) 測(cè)量元件 比較元件 控制裝置 放大元件 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 校正裝置 給定元件 反饋控制系統(tǒng)的組成 1給定環(huán)節(jié)； 2比較環(huán)節(jié)； 3校正環(huán)節(jié)； 4放大環(huán)節(jié)； 5執(zhí)行機(jī)構(gòu)； 6被控對(duì)象； 7檢測(cè)裝置 ? 閉環(huán)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 返回 一、連續(xù)控制系統(tǒng)和離散控制系統(tǒng) ? 連續(xù)控制系統(tǒng)：各部分的輸入和輸出信號(hào)都是連續(xù)變化的模擬量，可用 微分方程 來(lái)描述各部分輸入 輸出關(guān)系的系統(tǒng)。 ? 離散控制系統(tǒng)：某一處或多處的信號(hào)以脈沖序列或數(shù)碼形式傳遞的系統(tǒng)，用 差分方程 來(lái)描述。 0 t 連續(xù)信號(hào) 0 t 離散信號(hào) r e u 控制器 對(duì)象 反饋控制系統(tǒng) y 檢測(cè) 13 自動(dòng)控制系統(tǒng)的類型 二、線性控制系統(tǒng)和非線性控制系統(tǒng) ?線性系統(tǒng) ? 線性微分方程、線性差分方程 )u(kf)ku(f)u(fy ?? ，則設(shè)121 2 1 2 ( ) ( ) ( ) ( ) y f u uf u u f u f u??? ? ?設(shè) ，則1 1 2 2 1 1 2 2 ( ) ( ) ( ) f k u k u k f u k f u??即 +線性系統(tǒng) u(t) y(t) 均勻性（齊次性） 疊加性 疊加原理 線性系統(tǒng)的物理特征： 輸入為 u1+u2時(shí)的響應(yīng) 輸入為 u1時(shí)的響應(yīng) 輸入為 u2時(shí)的響應(yīng) 線