自動(dòng)控制原理頻域分析實(shí)驗(yàn)實(shí)物圖 自動(dòng)控制原理與自動(dòng)控制理論的根本區(qū)別在?
自動(dòng)控制原理與自動(dòng)控制理論的根本區(qū)別在?自動(dòng)控制原理包括經(jīng)典控制和現(xiàn)代控制。經(jīng)典控制包括時(shí)域分析、根軌跡分析、頻域分析、系統(tǒng)校正、PI設(shè)計(jì)等,而現(xiàn)代控制以線性系統(tǒng)理論和最優(yōu)控制為主線。線性系統(tǒng)理論部分
自動(dòng)控制原理與自動(dòng)控制理論的根本區(qū)別在?
自動(dòng)控制原理包括經(jīng)典控制和現(xiàn)代控制。
經(jīng)典控制包括時(shí)域分析、根軌跡分析、頻域分析、系統(tǒng)校正、PI設(shè)計(jì)等,而現(xiàn)代控制以線性系統(tǒng)理論和最優(yōu)控制為主線。
線性系統(tǒng)理論部分主要闡述狀態(tài)空間分析與綜合的基本內(nèi)容,包括動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的形狀空間描述,動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的定量分析(狀態(tài)方程的求解)和定性分析(能控性、能觀性和李亞普諾夫穩(wěn)定性),動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的綜合(狀態(tài)反饋和狀態(tài)觀測(cè)器設(shè)計(jì))。最優(yōu)控制部分,在解決最優(yōu)問題的三種基本方法(變分法、最小值原理和動(dòng)態(tài)規(guī)劃法)的基礎(chǔ)上,闡述了典型最優(yōu)反饋系統(tǒng)(線性二次最優(yōu)控制和最小時(shí)間控制)的設(shè)計(jì)。
所以要看自動(dòng)控制原理的考試大綱,看是否包含現(xiàn)代控制部分。
頻率特性曲線形成原因?
在自動(dòng)控制原理中,頻率特性和傳遞函數(shù)、微分方程一樣,是系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的一種表達(dá)形式,代表了系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,成為系統(tǒng)頻域分析的理論基礎(chǔ)。
當(dāng)線性時(shí)不變系統(tǒng)的初始條件為零,輸入正弦信號(hào)的頻率在0到無窮大范圍內(nèi)連續(xù)變化時(shí),系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)正弦輸出和正弦輸入的幅值比和相位差隨輸入頻率而變化,這就是系統(tǒng)的頻率特性。
頻率特性包括幅頻特性和相頻特性。
分析系統(tǒng)時(shí)域分析與頻域分析的特點(diǎn)。它們之間的關(guān)系?
很多領(lǐng)域都有時(shí)域分析和頻域分析的概念。我從自動(dòng)控制原理方面講。
時(shí)域分析直觀,參數(shù)直接反映系統(tǒng)響應(yīng),如上升時(shí)間、調(diào)節(jié)時(shí)間、超調(diào)量等,但時(shí)域數(shù)據(jù)有時(shí)難以獲得。
頻域分析不如時(shí)域直觀,頻域參數(shù)可以 t直接反映系統(tǒng)響應(yīng)。頻域參數(shù)包括截止頻率、帶寬、峰值頻率等。
當(dāng)然,對(duì)于一些和頻率密切相關(guān)的領(lǐng)域,比如通信,那么頻域分析還是有非常明確的意義的。
雖然不直觀,但頻域在理論分析中還是很重要的。傳遞函數(shù)模型最大的特點(diǎn)是可以在頻域進(jìn)行分析。而且頻域數(shù)據(jù)很容易通過實(shí)驗(yàn)獲得。頻域和時(shí)域參數(shù)可以通過公式相互轉(zhuǎn)換。
簡(jiǎn)述自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展的四個(gè)階段?
1.早期控制
早在古代,勞動(dòng)就憑借生產(chǎn)實(shí)踐中積累的豐富經(jīng)驗(yàn)和對(duì)反饋的直觀認(rèn)識(shí),發(fā)明了許多閃爍控制理論智慧火花的杰作。如果要追溯自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展歷史,早在2000多年前,人類就有了自動(dòng)控制技術(shù)的萌芽。
2.經(jīng)典控制理論
自動(dòng)控制理論是一門與人類社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)的學(xué)科,是自動(dòng)控制科學(xué)的核心。自從19世紀(jì)麥克斯韋描述線性常微分方程,分析帶調(diào)速器的蒸汽機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性以來。
經(jīng)過奈奎斯特、波德、哈里斯、埃文斯、w。伊恩納、尼科爾斯等人的杰出貢獻(xiàn)最終形成了經(jīng)典反饋控制的理論基礎(chǔ),并于20世紀(jì)50年代成熟。
其特點(diǎn)是以傳遞函數(shù)為數(shù)學(xué)工具,采用頻域方法。它主要研究單輸入單輸出線性時(shí)不變控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì),但有一定的局限性,即不適合用經(jīng)典控制理論求解多輸入多輸出系統(tǒng),尤其是非線性時(shí)變系統(tǒng)。
3.現(xiàn)代控制理論
隨著20世紀(jì)40年代中期計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)及其應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,自動(dòng)控制理論已經(jīng)朝著更加復(fù)雜和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆较虬l(fā)展。特別是基于卡爾曼提出的能控性和能觀性概念以及提出的最大值理論,以狀態(tài)空間分析(線性代數(shù)的應(yīng)用)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代控制理論在五六十年始出現(xiàn)。
現(xiàn)代控制理論本質(zhì)上是一種時(shí)域方法,其研究?jī)?nèi)容非常廣泛,主要包括三個(gè)基本內(nèi)容:多變量線性系統(tǒng)理論、最優(yōu)控制理論和最優(yōu)估計(jì)與系統(tǒng)辨識(shí)理論?,F(xiàn)代控制理論從理論上解決了系統(tǒng)的可控性、可觀性和穩(wěn)定性以及許多復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題。
4.智能控制理論
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,生產(chǎn)系統(tǒng)的規(guī)模越來越大,形成了一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng),導(dǎo)致控制對(duì)象控制器和控制任務(wù)及目標(biāo)的復(fù)雜性不斷增加,從而導(dǎo)致現(xiàn)代控制理論的成果很少應(yīng)用于實(shí)踐。經(jīng)典控制理論在應(yīng)用中遇到了許多困難,影響了它們的實(shí)際應(yīng)用。有三個(gè)主要原因:
1)很難獲得精確的數(shù)學(xué)模型。這類控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析都是基于精確的數(shù)學(xué)模型,但由于不確定性、不完全性、模糊性、時(shí)變非線性等因素,一般很難獲得實(shí)際系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型。
2)假設(shè)過于苛刻。人們?cè)谘芯窟@些系統(tǒng)時(shí),必須提出一些苛刻的假設(shè),而這些假設(shè)在應(yīng)用中往往與現(xiàn)實(shí)不符;
3)控制系統(tǒng)太復(fù)雜。為了提高控制性能,整個(gè)控制系統(tǒng)變得極其復(fù)雜,不僅增加了設(shè)備投資,而且降低了系統(tǒng)的可靠性。
第三代控制理論,即智能控制理論就是在這種背景下提出的。它是人工智能和自動(dòng)控制交叉的產(chǎn)物,是當(dāng)今自動(dòng)控制科學(xué)的出路之一。