[交通運(yùn)輸]系統(tǒng)分析及控制第0章緒論(參考版)
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【正文】 現(xiàn)代控制理論 2021/11/10 Page 60 空中交通管理學(xué)院 馬蘭 。 現(xiàn)代控制理論 2021/11/10 Page 58 空中交通管理學(xué)院 馬蘭 狀態(tài)反饋控制結(jié)構(gòu)圖 167。 167。 ?Dmxr矩陣稱為直接轉(zhuǎn)移矩陣，表示了控制向量 U直接轉(zhuǎn)移到輸出變量 Y的轉(zhuǎn)移關(guān)系。 ?Bnxr稱為輸入 (或控制 )矩陣， B主要體現(xiàn)了 系統(tǒng)輸入 的施加情況。 現(xiàn)代控制理論 2021/11/10 Page 55 空中交通管理學(xué)院 馬蘭 線性定常系統(tǒng) 167。 現(xiàn)代控制理論 ( ) ( ( ) , ( ) , )X t F X t U t t? ?( ) ( ( ) , ( ) , )Y t G X t U t t?2021/11/10 Page 54 空中交通管理學(xué)院 馬蘭 根據(jù)函數(shù)向量 F和 G的不同情況，一般控制系統(tǒng)可以分為如下四種： ? 線性定常 (時(shí)不變 )系統(tǒng) （ LTILinear Time Invariant）； ? 線性不定常 (時(shí)變 )系統(tǒng)； ? 非線性定常系統(tǒng)； ? 非線性時(shí)變系統(tǒng)。 現(xiàn)代控制理論 2021/11/10 Page 53 空中交通管理學(xué)院 馬蘭 狀態(tài)方程和輸出方程合起來稱作系統(tǒng)的 狀態(tài)空間 表達(dá)式 或稱 動(dòng)態(tài)方程 。 現(xiàn)代控制理論 2021/11/10 Page 52 空中交通管理學(xué)院 馬蘭 ?系統(tǒng)的控制輸入為： u1， u2， ...， ur，它們也是時(shí)間 t 的函數(shù)。 ? 當(dāng)每個(gè)狀態(tài)變量在 實(shí)數(shù)范圍內(nèi) 任意取值時(shí)，狀態(tài)向量的全體 (一個(gè)狀態(tài)向量乘以一個(gè)實(shí)數(shù)、兩個(gè)向量的和都還是狀態(tài)向量）就構(gòu)成狀態(tài)空間。 167。 現(xiàn)代控制理論 2021/11/10 Page 50 空中交通管理學(xué)院 馬蘭 狀態(tài)、狀態(tài)變量、狀態(tài)空間、 狀態(tài)方程、動(dòng)態(tài)方程 ? 任何一個(gè)系統(tǒng)在特定時(shí)刻都有一個(gè)特定的狀態(tài) 。 現(xiàn)代控制理論 2021/11/10 Page 49 空中交通管理學(xué)院 馬蘭 最優(yōu)控制 最優(yōu)濾波 系統(tǒng)辨識(shí) 自適應(yīng)控制 。 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求 2021/11/10 Page 47 空中交通管理學(xué)院 馬蘭 現(xiàn)代控制理論 從經(jīng)典控制到現(xiàn)代控制： 數(shù)學(xué)工具的變化 傳遞函數(shù)（頻域） —— 狀態(tài)空間理論 (時(shí)域 ) 167。 ?穩(wěn)定高射炮射角隨動(dòng)系統(tǒng)，雖然炮身最終能跟蹤目標(biāo)，但如果目標(biāo)變動(dòng)迅速，而炮身行動(dòng)遲緩，仍然抓不住目標(biāo)。顯然，這種誤差越小，表示系統(tǒng)的輸出跟隨參考輸入的精度越高。 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求 2021/11/10 Page 46 空中交通管理學(xué)院 馬蘭 準(zhǔn)確性： ? 用穩(wěn)態(tài)誤差來表示。 自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求 可以歸結(jié)為 穩(wěn)定性 （長期穩(wěn)定性）、 準(zhǔn)確性 （精度）和 快速性 （相對(duì)穩(wěn)定性）。 ? 穩(wěn)定性是對(duì)系統(tǒng)的基本要求，不穩(wěn)定的系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)預(yù)定任務(wù)。 控制系統(tǒng)的分類 2021/11/10 Page 45 空中交通管理學(xué)院 馬蘭 穩(wěn)定性： 1 對(duì)恒值系統(tǒng)，要求當(dāng)系統(tǒng)受到擾動(dòng)后，經(jīng)過一定時(shí)間的調(diào)整能夠回到原來的期望值。 控制系統(tǒng)的分類 2021/11/10 Page 43 空中交通管理學(xué)院 馬蘭 ?線性系統(tǒng) ?非線性系統(tǒng) ?連續(xù)系統(tǒng) ?離散系統(tǒng) ?定常系統(tǒng) ?時(shí)變系統(tǒng) ?確定性系統(tǒng) ?不確定性系統(tǒng) 按系統(tǒng)性能分 167。 閉環(huán)控制與開環(huán)控制 2021/11/10 Page 41 空中交通管理學(xué)院 馬蘭 控制系統(tǒng)的分類 開環(huán)控制 閉環(huán)控制 (反饋控制 ) 復(fù)合控制 按控制方式分 167。結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)整方便、成本低。精度高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)、分析麻煩。 167。 閉環(huán)控制與開環(huán)控制 閉環(huán)控制 2021/11/10 Page 38 空中交通管理學(xué)院 馬蘭 控 制 器對(duì) 象或 過 程測 量 元 件 輸 入 量 輸 出 量 閉環(huán)控制系統(tǒng) 167。 ? 換句話說，“閉環(huán)”這個(gè)術(shù)語的涵義，就是應(yīng)用反饋?zhàn)饔脕頊p小系統(tǒng)的誤差。 ? 輸入信號(hào)和反饋信號(hào)（反饋信號(hào)可以是輸出信號(hào)本身，也可以是輸出信號(hào)的函數(shù)或?qū)?shù)）之差，稱為誤差信號(hào) 。 基本內(nèi)容 2
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