自控原理0910A
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自动控制原理:自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。
它的发展初期,是以反馈理论为基础的自动调节原理,主要用于工业控制。
二战期间为了设计和制造飞机及船用自动驾驶仪、火炮定位系统、雷达跟踪系统以及其他基于反馈原理的军用设备,进一步促进并完善了自动控制理论的发展。
应时而生:20世纪60年代初期,随着现代应用数学新成果的推出和电子计算机的应用,为适应宇航技术的发展,自动控制理论跨入了一个新的阶段——现代控制理论。
它主要研究具有高性能、高精度的多变量变参数的最优控制问题,主要采用的方法是以状态为基础的状态空间法。
目前,自动控制理论还在继续发展,正向以控制论、信息论、仿生学、人工智能为基础的智能控制理论深入。
控制系统:自动控制系统为了实现各种复杂的控制任务,首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来,组成一个有机的整体,这就是自动控制系统。
在自动控制系统中,被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量,它可以要求保持为某一恒定值,例如温度、压力或飞行轨迹等;而控制装置则是对被控对象施加控制作用的相关机构的总体,它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制,但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。
反馈控制系统在反馈控制系统中,控制装置对被控装置施加的控制作用,是取自被控量的反馈信息,用来不断修正被控量和控制量之间的偏差从而实现对被控量进行控制的任务,这就是反馈控制的原理。
下面是一个标准的反馈模型:开方:公式:X(n+1)=Xn+(A/Xn^2-Xn)1/3设A=5,开3次方5介于1^3至2^3之间(1的3次方=1,2的3次方=8)X_0可以取1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8,1.9,2.0都可以。
例如我们取2.0。
按照公式:第一步:X1={2.0+[5/(2.0^2-2.0)]1/3=1.7}。
即5/2×2=1.25,1.25-2=-0.75,-0.75×1/3=-0.25,输入值大于输出值,负反馈2-0.25=1.75,取2位数字,即1.7。
909自动控制原理是自动控制领域的一门基础课程,它涵盖了自动控制的基本原理、数学模型、系统分析、设计及校正等方面的内容。
下面分别介绍这些方面的内容。
自动控制的一般概念:自动控制是指在无人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置,使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。
在自动控制系统中,控制装置对被控对象进行控制,使被控量达到预定的状态。
自动控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统。
开环控制系统是指无被控量反馈的系统,即在系统中控制信息的流动未形成闭合回路。
闭环控制系统有被控量反馈的控制,即系统的输出信号沿反馈通道又回到系统的输入端,构成闭合通道,也叫做反馈控制。
自动控制系统的数学模型:自动控制系统的数学模型是描述系统内部变量和外部变量之间关系的数学表达式。
常见的数学模型包括微分方程模型、传递函数模型、状态空间模型等。
这些模型可以用来描述系统的动态行为,并且可以用来分析和设计系统。
在建立数学模型时,通常需要利用方块图或信号流图等简化方法获取系统传递函数。
各种数学模型之间也可以相互转换,以便于进行分析和设计。
线性时不变连续系统的时域分析:线性时不变连续系统是最常见的控制系统之一,其数学模型通常可以用微分方程来表示。
通过对方程进行求解,可以得到系统的响应。
在实际工程中,通常需要考虑系统的稳定性、快速性和准确性。
系统的稳定性是指系统受到扰动后能否回到原来的平衡状态;快速性是指系统达到稳态所需的时间;准确性是指系统达到稳态时的误差大小。
这些性能指标可以通过对系统进行分析和设计来得到改善。
根轨迹:根轨迹法是一种用来分析和设计控制系统的图解方法。
它通过绘制根轨迹图来描述系统的稳定性和性能。
根轨迹图是一张以复数形式表示的图,其中横轴表示系统的某个参数,纵轴表示系统的增益。
通过观察根轨迹图,可以判断系统的稳定性和性能,并且可以用来设计合适的控制器。
频率分析:频率分析是用来分析和设计控制系统的另一种方法。