自動(dòng)化前沿講座ppt課件-展示頁
2025-05-21 13:14本頁面
【正文】 現(xiàn)代的機(jī)械制造系統(tǒng)具有控制規(guī)模大、自動(dòng)化程度高和柔性化強(qiáng)的特點(diǎn)。由于它采用多步測(cè)試、滾動(dòng)優(yōu)化和反饋校正等控制策略，因而控制效果好，適用于控制不易建立精確數(shù)字模型且比較復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)過程，所以它一出現(xiàn)就受到國內(nèi)外工程界的重視，并已在石油、化工、電力、冶金、機(jī)械等工業(yè)部門的控制系統(tǒng)得到了成功的應(yīng)用。在很多情況下，并不一定需要全部三個(gè)單元，可以取其中的一到兩個(gè)單元，但比例控制單元是必不可少的 。 PID控制器由比例單元（ P）、積分單元（ I）和微分單元（ D）組成。 PID控制 —— 簡而優(yōu)秀 PID（比例 積分 微分）控制器作為最早實(shí)用化的控制器已有 50多年歷史，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器。但總的來說，非線性控制系統(tǒng)理論目前仍處于發(fā)展階段，遠(yuǎn)非完善，很多問題都還有待研究解決，領(lǐng)域十分寬 。李亞普諾夫法則僅限于分析系統(tǒng)的絕對(duì)穩(wěn)定性問題，而且要求非線性元件的特性滿足一定條件。但是這些方法都有一定的局限性，都不能成為分析非線性系統(tǒng)的通用方法。主要的分析方法有：相平面法、李亞普諾夫法和描述函數(shù)法等。在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行研究的過程中，建立合理的系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型是首要的前提，對(duì)于線性系統(tǒng)，常用的模型有時(shí)間域模型和頻率域模型，時(shí)間域模型比較直觀，而頻率域模型則是一個(gè)更強(qiáng)大的工具，而者建立的基本途徑一般都通過解析法和實(shí)驗(yàn)法。因此，從這個(gè)意義上說，線性系統(tǒng)或者可線性化的系統(tǒng)又是大量存在的，而這正是研究線性系統(tǒng)的實(shí)際背景。但是，很大一部分實(shí)際系統(tǒng)，它們的某些主要關(guān)系特性，在一定的范圍內(nèi)，可以充分精確地用線性系統(tǒng)來加以近似地代表。系統(tǒng)與控制理論的其他分支，都不同程度地受到線性控制理論的概念、方法和結(jié)果的影響和推動(dòng)。飛機(jī)和空間飛行器的控制是這類系統(tǒng)的例子。常用的設(shè)計(jì)方法有： INA方法，同時(shí) 鎮(zhèn)定，完整性控制器設(shè)計(jì)，魯棒控制， 魯棒 PID控制以及魯棒極點(diǎn)配置，魯棒觀測(cè)器等。一些算法不需要精確的過程模型，但需要一些離線辨識(shí)。以閉環(huán)系統(tǒng)的魯棒性作為目標(biāo)設(shè)計(jì)得到的固定控制器稱為魯棒控制器。所謂“魯棒性”，是指控制系統(tǒng)在一定（結(jié)構(gòu)，大?。┑膮?shù)攝動(dòng)下，維持某些性能的特性。 魯棒控制 魯棒控制（ Robust Control）方面的研究始于 20世紀(jì) 50年代。此外，還有一些測(cè)量時(shí)產(chǎn)生的不確定因素進(jìn)入系統(tǒng)。作為外部環(huán)境對(duì)系統(tǒng)的影響，可以等效地用許多擾動(dòng)來表示。 任何一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)都具有不同程度的不確定性，這些不確定性有時(shí)表現(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)部，有時(shí)表現(xiàn)在系統(tǒng)的外部。因此，直觀地講，自適應(yīng)控制器應(yīng)當(dāng)是這樣一種控制器，它能修正自己的特性以適應(yīng)對(duì)象和擾動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性的變化?？梢院敛豢鋸埖卣f，最優(yōu)控制理論依舊是極其活躍的科學(xué)領(lǐng)域之 一。 時(shí)至今日，最優(yōu)控制理論的研究，無論在深度或是廣度上，都有了較大的進(jìn)展。（ 4）容許控制。（ 2）初始與終端條件（時(shí)間和狀態(tài)）。最優(yōu)控制已經(jīng)在航天，航海，導(dǎo)彈，電力系統(tǒng)，控制裝置，生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)過程中得到了比較成功的應(yīng)用，而且在經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)中也得到了廣泛的應(yīng)用。 最優(yōu)控制 最優(yōu)控制問題研究的主要內(nèi)容是：怎樣選擇控制規(guī)律才能使控制系統(tǒng)的性能和品質(zhì)在某種意義下為最優(yōu)，求解最優(yōu)控制問題的方法，目前主要的就是上述的兩種方法，另外可能還會(huì)用到一些數(shù)值解法。模糊控制的核心就是利用模糊集合理論，把人的控制策略的自然語言轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠接受的算法語言所描述的控制算法，這種方法不僅能實(shí)現(xiàn)控制，而且能模擬人的思維方式對(duì)一些無法構(gòu)造數(shù)學(xué)模型的被控對(duì)象進(jìn)行有效的控制。 1965年美國的控制論專家 L. A. Zadeh教授創(chuàng)立了模糊集合論，從而為描述，研究和處理模糊性現(xiàn)象提供了一種新的工具。 控制器 —— 系統(tǒng)的大腦 傳感器 —— 系統(tǒng)的耳目 執(zhí)行器 —— 系統(tǒng)的 手腳 受控對(duì)象 —— 溫柔的羔羊 穩(wěn)定性 —— 不可或缺 魯棒性 —— 健康的系統(tǒng) 極點(diǎn) —— 控制系統(tǒng)的精靈 自動(dòng)化的前沿技術(shù) 模糊控制 ——其實(shí)我很清楚 最優(yōu)控制 “沒有更好只有最好” 自適應(yīng)控制 ——以變制變 魯棒控制 ——以靜制動(dòng) 線性控制理論縱橫 非線性控制理論的發(fā)展 PID控制 ——簡而優(yōu)秀 預(yù)測(cè)控制 ——未卜先知
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