現(xiàn)代控制系統(tǒng) 怎么 現(xiàn)代控制理論有什么用
傳統(tǒng)控制系統(tǒng)與現(xiàn)代控制系統(tǒng)的關(guān)系及特點,richard c.dorf 現(xiàn)代控制系統(tǒng)怎么樣?現(xiàn)代控制理論怎么判斷一個系統(tǒng)的穩(wěn)定性?怎么才能學(xué)好現(xiàn)代控制理論?現(xiàn)代控制理論,現(xiàn)代控制理論。
本文導(dǎo)航
- 有效控制系統(tǒng)的特征
- 奧的斯思韋特系統(tǒng)
- 現(xiàn)代控制理論有什么用
- 現(xiàn)代控制理論有哪些內(nèi)容
- 簡述現(xiàn)代控制理論的基本內(nèi)容
- 公認(rèn)最經(jīng)典的現(xiàn)代控制理論
有效控制系統(tǒng)的特征
傳統(tǒng)控制系統(tǒng)為人控,而現(xiàn)代控制系統(tǒng)是,機械化自動控制系統(tǒng).現(xiàn)代系統(tǒng)必須有傳統(tǒng)控制系統(tǒng)為基礎(chǔ),必要時還需傳統(tǒng)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié).而傳統(tǒng)控制系統(tǒng)則是一種古老的存在,永遠(yuǎn)夾雜在現(xiàn)代控制系統(tǒng)中,因為傳統(tǒng)控制系統(tǒng)是由人腦控制,而人類的活動任何時候都離不開人為主題
奧的斯思韋特系統(tǒng)
Richard C .Dorf和 Robert H. Bishop 著的《現(xiàn)代控制系統(tǒng)》 ,這本書講的很詳細(xì),很適合初學(xué)者!
現(xiàn)代控制理論有什么用
穩(wěn)定性自動控制系統(tǒng)的種類很多,完成的功能也千差萬別,有的用來控制溫度的變化,有的卻要跟蹤飛機的飛行軌跡。但是所有系統(tǒng)都有一個共同的特點才能夠正常地工作,也就是要滿足穩(wěn)定性的要求。 什么叫穩(wěn)定性呢?我們可以通過一個簡單的例子來理解穩(wěn)定性的概念。如下圖所示,一個鋼球分別放在不同的兩個木塊上,A圖放在木塊的頂部,B圖放在木塊的底部。如果對圖中的鋼球施加一個力,使鋼球離開原來的位置。A圖的鋼球就會向下滑落,不會在回到原來的位置。而B圖中的鋼球由于地球引力的作用,會在木塊的底部做來回的滾動運動,當(dāng)時間足夠長時,小球最終還是要回到原來的位置。我們說A圖所示的情況就是不穩(wěn)定的,而B圖的情況就是穩(wěn)定的。 穩(wěn)定性示意圖 上面給出的是一個簡單的物理系統(tǒng),通過它我們對于穩(wěn)定性有了一個基本的認(rèn)識。穩(wěn)定性可以這樣定義:當(dāng)一個實際的系統(tǒng)處于一個平衡的狀態(tài)時(就相當(dāng)于小球在木塊上放置的狀態(tài)一樣)如果受到外來作用的影響時(相當(dāng)于上例中對小球施加的力),系統(tǒng)經(jīng)過一個過渡過程仍然能夠回到原來的平衡狀態(tài),我們稱這個系統(tǒng)就是穩(wěn)定的,否則稱系統(tǒng)不穩(wěn)定。一個控制系統(tǒng)要想能夠?qū)崿F(xiàn)所要求的控制功能就必須是穩(wěn)定的。在實際的應(yīng)用系統(tǒng)中,由于系統(tǒng)中存在儲能元件,并且每個元件都存在慣性。這樣當(dāng)給定系統(tǒng)的輸入時,輸出量一般會在期望的輸出量之間擺動。此時系統(tǒng)會從外界吸收能量。對于穩(wěn)定的系統(tǒng)振蕩是減幅的,而對于不穩(wěn)定的系統(tǒng),振蕩是增幅的振蕩。前者會平衡于一個狀態(tài),后者卻會不斷增大直到系統(tǒng)被損壞。 既然穩(wěn)定性很重要,那么怎么才能知道系統(tǒng)是否穩(wěn)定呢?控制學(xué)家們給我們提出了很多系統(tǒng)穩(wěn)定與否的判定定理。這些定理都是基于系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)數(shù)學(xué)模型的形式,經(jīng)過一定的計算就能夠得出穩(wěn)定與否的結(jié)論,這些定理中比較有名的有:勞斯判據(jù)、赫爾維茨判據(jù)、李亞譜若夫三個定理。這些穩(wěn)定性的判別方法分別適合于不同的數(shù)學(xué)模型,前兩者主要是通過判斷系統(tǒng)的特征值是否小于零來判定系統(tǒng)是否穩(wěn)定,后者主要是通過考察系統(tǒng)能量是否衰減來判定穩(wěn)定性。 當(dāng)然系統(tǒng)的穩(wěn)定性只是對系統(tǒng)的一個基本要求,一個另人滿意的控制系統(tǒng)必須還要滿足許多別的指標(biāo),例如過渡時間、超調(diào)量、穩(wěn)態(tài)誤差、調(diào)節(jié)時間等。一個好的系統(tǒng)往往是這些方面的綜合考慮的結(jié)果。
現(xiàn)代控制理論有哪些內(nèi)容
1、現(xiàn)代控制理論的學(xué)習(xí)策略
俗話說的好,興趣是最好的老師。然而從狀態(tài)空間表達(dá)式開始,就從沒有離開過大量復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式和生硬的理論,這些內(nèi)容是十分生硬枯燥的,記得自己看書的時候經(jīng)??粗粗头咐Я?。
首先,必須有較好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。由于現(xiàn)代控制理論這門課里面有大量的數(shù)學(xué)公式和數(shù)學(xué)推導(dǎo)過程,沒有扎實的餓數(shù)學(xué)基礎(chǔ)顯然是學(xué)不好這門課的。只有理解數(shù)學(xué)表達(dá)式的含義之后才可能對理論有更深層次的理解。
其次,基于自己的專業(yè)背景,要結(jié)合自己所在課題組的研究項目,在學(xué)習(xí)過程中盡可能的把課堂上學(xué)習(xí)到的知識技能應(yīng)用到課題項目中來。這樣無疑可以更好地、更有目的性的學(xué)習(xí)該門課程。
最后,再學(xué)習(xí)過程中要注重控制工程的背景和意義,不用過于追究理論推導(dǎo),突出現(xiàn)代控制理論中基本概念、性質(zhì)的工程含義。例如,可以利用能量的增加或衰減來分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性,從而引出了反映系統(tǒng)能量的李雅普諾夫函數(shù)概念;通過分析影響系統(tǒng)性能的因素,歸納出系統(tǒng)的極點是影響系統(tǒng)穩(wěn)定性和動態(tài)性能的關(guān)鍵,從而提出極點配置的控制問題等。
2、現(xiàn)代控制理論的學(xué)習(xí)方法
首先,學(xué)習(xí)現(xiàn)代控制理論要有選擇性。由于在本科期間已經(jīng)學(xué)習(xí)過了機械工程控制這門課,并且現(xiàn)代控制理論課程的課時也不多有必要有選擇性的重點學(xué)習(xí)一些與平時科研項目相關(guān)的內(nèi)容。以自己為例,所在實驗室主要從事的機電一體化的研發(fā)工作,控制理論是必不可少的一門基礎(chǔ)課程,在學(xué)習(xí)較為熟悉的控制應(yīng)用案例和問題(如PLC、PID控制等)時,需要從這些控制現(xiàn)象、需求的分析入手,逐漸進入到問題的物理本質(zhì)和在現(xiàn)代控制中的描述與求解方法,從而建立起機械工程中的實際控制問題與現(xiàn)代控制理論的關(guān)聯(lián)。在學(xué)習(xí)過程中,通過所提出機械控制問題的系統(tǒng)深化,揭示這些表面上獨立的理論學(xué)習(xí)內(nèi)容之間的必然聯(lián)系和規(guī)律,這樣可以幫助發(fā)現(xiàn)隱含在這些基本概念、方法背后的問題求解模式,從而使所學(xué)知識結(jié)合到課題中的實踐去。
其次,要用數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)建模的方法來解決現(xiàn)代控制理論的實際問題。對現(xiàn)代控制理論來說,首先遇到的問題是將實際系統(tǒng)抽象為數(shù)學(xué)模型,有了數(shù)學(xué)模型,才能有效地去研究系統(tǒng)的各個方面。許多機電系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)、管理系統(tǒng)常可近似概括為線性系統(tǒng)。線性系統(tǒng)和力學(xué)中質(zhì)點系統(tǒng)一樣,是一個理想模型,理想模型是研究復(fù)雜事物的主要方法,是對客觀事物及其變化過程的一種近似反映?,F(xiàn)代控制論從自然和社會現(xiàn)象中抽象出的理想模型,用狀態(tài)空間方法表示,再作理論上的探討。
最后,在學(xué)習(xí)現(xiàn)代控制理論這門課時,要沿著邏輯思路,逐步深入理解,而不是僅僅注重思維的結(jié)果,在學(xué)習(xí)中還不斷提出“疑團”,然后去尋求解答。比如,一些定理的逆命題是否成立? 成立就證明,否則舉反例。若不成立,則加什么條件可使之成立。有些定理只說“存在”,是否“唯一”等等。從而使讀者的思維不致被書本禁錮起來,不僅能學(xué)習(xí)真理,力爭要發(fā)
展真理。從而,逐步熟悉和掌握一定的學(xué)習(xí)方法,也就是在實踐中學(xué)習(xí)方法論。這一點對研究生來說是非常重要的。
3、現(xiàn)代控制理論的學(xué)習(xí)心得
時間過得很快,轉(zhuǎn)眼之間一學(xué)期快要結(jié)束了,對于現(xiàn)代控制理論這門課程的學(xué)習(xí)也接近了尾聲。在學(xué)習(xí)這門課的過程當(dāng)中,感覺需要深入理解教材中所說的應(yīng)用條件的限制,不能不考慮條件,生搬硬套地去運用理論。只有對基本概念、基本原理真正了解了,掌握住各個概念所處的位置和它們之間的區(qū)別,才能把它們真正納入自己的知識結(jié)構(gòu)中來。在人一生的學(xué)習(xí)中,必須逐步培養(yǎng)一種正確的學(xué)習(xí)方法,才能通過自己的深入體會,加深對教材的真正理解。特別是概念的外延和內(nèi)涵,不能隨意擴大或縮小,否則會在運用公式定理去解答復(fù)雜問題時出現(xiàn)錯誤。
現(xiàn)代控制理論 (建立在狀態(tài)空間法基礎(chǔ)上的一種控制理論)
建立在狀態(tài)空間法基礎(chǔ)上的一種控制理論,是自動控制理論的一個主要組成部分。在現(xiàn)代控制理論中,對控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計主要是通過對系統(tǒng)的狀態(tài)變量的描述來進行的,基本的方法是時間域方法。現(xiàn)代控制理論比經(jīng)典控制理論所能處理的控制問題要廣泛得多,包括線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng),定常系統(tǒng)和時變系統(tǒng),單變量系統(tǒng)和多變量系統(tǒng)。它所采用的方法和算法也更適合于在數(shù)字計算機上進行?,F(xiàn)代控制理論還為設(shè)計和構(gòu)造具有指定的性能指標(biāo)的最優(yōu)控制系統(tǒng)提供了可能性。
簡述現(xiàn)代控制理論的基本內(nèi)容
建立在狀態(tài)空間法基礎(chǔ)上的一種控制理論,是自動控制理論的一個主要組成部分。在現(xiàn)代控制理論中,對控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計主要是通過對系統(tǒng)的狀態(tài)變量的描述來進行的,基本的方法是時間域方法。現(xiàn)代控制理論比經(jīng)典控制理論所能處理的控制問題要廣泛得多,包括線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng),定常系統(tǒng)和時變系統(tǒng),單變量系統(tǒng)和多變量系統(tǒng)。它所采用的方法和算法也更適合于在數(shù)字計算機上進行?,F(xiàn)代控制理論還為設(shè)計和構(gòu)造具有指定的性能指標(biāo)的最優(yōu)控制系統(tǒng)提供了可能性。
公認(rèn)最經(jīng)典的現(xiàn)代控制理論
現(xiàn)代控制理論是建立在空間法基礎(chǔ)上班一種控制理論,是自動控制理論的一個重要組成部分。在現(xiàn)代控制理論中,對控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計主要是通過對系統(tǒng)的狀態(tài)變量的描述來進行的,基本方法就是時間域方法?,F(xiàn)在控制理論比經(jīng)典控制理論所能處理的控制問題要廣泛的多,包括線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng),定常系統(tǒng)和時變系統(tǒng),單變量系統(tǒng)和多變量系統(tǒng)。它所采用的方法和算法也更適合于在數(shù)字計算上進行?,F(xiàn)在控制論還為設(shè)計和構(gòu)造具有指定的性能指標(biāo)的最優(yōu)控制系統(tǒng)提供了可能性。
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