控製工程
鉛補償器設計一個
將wm放在2 rad s的模量交叉頻率下，並將補償器角頻率放置在八度以下，而八度高於此頻率。將補償器的收益設置為團結。因此WM 2RAD S 1 T1 1 RAD S 1 T2 4RAD S K 1.0
841可控性和可觀察性
Kalman（1960）引入了可控性和可觀察性的概念，並在控製多變量係統中起著重要作用。如果存在控製向量u（i）將係統從任何初始狀態x（z0）傳遞到一些最終狀態x（i），則可以控製係統。如果在時間Z0時，可以通過在有限的時間間隔內觀察輸出y（i）確切確定係統狀態x（z0），則可以觀察到係統。如果一個...
355第一階係統的坡道響應
找到一階係統對斜率Q的坡道函數的響應的表達式。ZOS _ s2 1 TS S2 S 1 T _7 2 I T T T 3 2 2參見部分分數擴展方程3.13。將兩側乘以S2 S 1 T，即Q-AS2為BS B CS2 3.33等於方程兩側的係數3.33 3.33將3.35替換為3.34，因此，從3.34圖3.14一階係統的斜坡響應，也請參見圖A1。1。圖3.14一階係統的坡道響應另請參見圖A1.1。圖3.15單位...
52 Routh Hurwitz穩定標準
Routh（1905）和Hurwitz（1875）的作品提供了一種指示根基的存在和數量，但沒有其價值。考慮特征方程ANSN + AN_ 1SN-1 + --- + A1S + A0 0（5.11）Routh-Hurwitz穩定性標準狀態（a），沒有具有正麵零件的根，則有必要的，但沒有必要的，但沒有足夠的條件表明特征方程中的所有係數都具有相同的符號，而沒有符號為零。如果（a）滿足，...
535根基因座結構規則
起點（k 0）root基因座從開環極開始。2.終止點（k rc）根基因座存在時在開環零處終止，否則在無窮大。3.不同的根基因座的數量等於特征方程的順序。4.根基因座的對稱性基因座對真實軸對稱。ob体育赛事5.較大k值的根基因座漸近線是根基因座與直線漸近線，其角度由k 0，1，（n m 1）n no。給出。有限的...
A19教程8最佳和健壯的控製係統設計
本教程使用MATLAB控製係統工具箱進行線性二次調節器，線性二次估計器（卡爾曼過濾器）和線性二次高斯控製係統設計。該教程還采用了可靠的控製工具箱來進行多變量穩健控製係統設計。第9章中的問題用作設計示例。此示例使用MATLAB命令LQR提供還原矩陣Riccati方程（9.25）連續的連續解。
參考和進一步閱讀
Ackermann，J.1972 der Entwurf Linearer Regelungssysteme im Zustandsraum，Regelungstechnik und Prozessdatenverarbeitung，7，第297-300頁。安德森，J.A。1972年，一個簡單的神經網絡產生了交互式記憶，數學生物科學，第14頁，第197-220頁。安德森（B.D.O.）和J.B. Moore 1979年，最佳過濾，Prentice-Hall，Englewood Cliffs，NJ。安德森（B.D.O.）和Moore，J.B.，1990年，最佳控製，新澤西州Englewood Cliffs Prentice-Hall。Astrom，K.J。和Wittenmark，B。1984計算機...
455 Ziegler Nichols調諧PID控製器的方法
PID控製器參數K，Ti和TD的選擇可以使用第5章和第6章中描述的經典控製係統設計技術獲得。在1940年代，當剛開發此類工具時，Ziegler和Nichols（1942）設計了兩個經驗性的經驗性獲取控製器參數的方法。這些方法仍在使用中。（a）過程反應方法這是基於以下假設：大多數過程控製係統的開環步長響應具有S形，稱為...
11曆史評論
在整個曆史上，人類試圖控製他所生活的世界。從最早的日子開始，他就意識到自己的微不足道的力量與周圍的生物無法匹配。他隻能通過智慧和狡猾來生存。他對地球上所有其他生命形式的主要資產是他的優越智慧。石器時代的人從弗林特，石頭和骨頭設計了工具和武器，發現有可能訓練其他動物進行競標 - 因此，最早的控製形式...
95線性二次高斯控製係統設計
包含LQ調節器跟蹤控製器以及Kalman濾波器狀態估計器的控製係統，如圖9.8所示，稱為線性二次高斯（LQG）控製係統。圖9.8線性二次高斯（LQG）控製係統。圖9.8線性二次高斯（LQG）控製係統。PXARN E 9.3（另請參見附錄1，Exomp93.rn）中國粘土在紙張，陶瓷和肥料行業，並被高壓軟管從采石場洗滌。緊迫...
基於自適應網絡的模糊推理係統Anfis
Anfis Neurofugzy控製器由Jang 1993實施，並采用了Takagi-Sugeno-Kang Tsk Fuzzy推理係統。基本的ANFIS架構如圖10.31所示。ANFIS結構中的正方形節點表示TSK模糊係統的成員函數的參數集。圓形節點是靜態的不可修改，並且執行操作，例如產品或最大最小計算。混合學習規則用於加速參數適應。這使用...
角度標準
方程（5.55）可以解釋為“使點S1位於軌跡上，這是開環極（正角）和零與點S1的零角度向量的所有角度的總和必須等於180。”通常，該陳述可以表示為極角 - 零角180（5.57）圖5.12角度標準的應用。圖5.12角度標準的應用。考慮一個開環函數圖5.12顯示了從開環極和零到試驗點的向量...
頻率域中的A16教程5古典設計
本教程顯示了如何使用MATLAB來構建所有經典頻域圖，即Bode增益和相圖，Nyquist圖和尼科爾斯圖表。第6章的控製係統設計問題用作示例。示例6.1 Bode圖一階係統NUM 2 DEN 0.5 1 BODE（NUM，DEN）同一係統的NYQUIST圖是腳本文件EXAMP61B.M顯示了如何自定義Bode圖示例6.1（b）自定義一個自定義一個Bode圖Clf W Logspace（-1,2 ...
422框圖操縱
在某些情況下，控製回路之間存在相互作用，為了進行分析，有必要重新安排框圖配置。可以使用框圖轉換定理。表4.1框圖轉換定理表4.1框圖變換定理在塊前移動一個求和點。Z GX Y Z X G Y G 4.9在表4.1中給出了完整的框圖轉換定理。示例4.3找到...
431疊加原則
如果可以應用疊加的原理，則動態係統是線性的。這指出“由於幾個輸入x t，x2 t，，xn t，同時起作用的線性係統的響應y t等於單獨作用的每個輸入的響應總和”。當兩個輸入同時起作用時，查找圖4.9所示的係統的完整輸出。圖4.9所示的框圖可以簡化並簡化為圖4.10中給出的形式。放置R2 S 0並替換...
134船自動駕駛控製係統
A船自動駕駛旨在將容器保持在設定標題上，同時受到一係列幹擾，例如風，波和電流，如圖1.3所示。這種控製方法稱為課程保管。自動駕駛儀也可用於將課程更改為新的標題，稱為課程改變。自動駕駛係統的主要元素如圖1.12所示。實際的標題是通過較小容器中的陀螺儀或磁性指南針測量的，並與...相比
46個案例研究例子
示例4.6.1 CNC機床位置控製另請參見附錄1，EXAMP461.M CNC Machinetool的物理配置和框圖表示形式如圖1.10和1.11所示。這裏的基本控製問題是，通過設計，使用重新循環球的鉛螺釘無摩擦。這意味著位置控製係統將沒有阻尼，並且會在閉環係統的未阻尼固有頻率下連續振蕩。減震...
A18教程7個狀態空間控製係統設計方法
本教程探討了如何使用MATLAB命令將傳輸函數轉換為狀態空間矢量矩陣表示，然後再次返回。進行了多變量係統的離散時間響應。同樣，考慮到多變量係統的可控性和可觀察性，以及用於控製器和觀察者的極點放置設計技術。第8章中的問題用作設計示例。請參閱等式（7.115）參見等式（7.128）這將轉換為A ...
尼科爾斯圖表
這尼科爾斯圖表如圖6.26所示，是X軸上針對J軸上針對開環模量（DB）的開環相的矩形圖。M和N輪廓被疊加，以便可以同時評估開環和閉環頻率響應特性。像bode圖一樣，增加開環增益常數k的效果是在J方向上移動開環頻率響應基因座。Nichols圖表是頻域中最有用的工具之一。
二級係統閉環頻率響應
許多閉環係統近似於二階係統。方程式（6.26）給出了模量的一般方程式。如果將k設置為統一時，則該方程為圖6.24閉環頻率響應。圖6.24閉環頻率響應。平方，相對於W2區分，等同於零（要找到最大值），那麼，如果作為龐大規則，MP限製為3 dB（v2），則從等式（6.70），（6.71）和（6.71）和圖6.11通常，對於Unity反饋控製係統，...
68進一步的問題
A春天施加訓練係統的質量為20 kg，剛度為8000 n m的彈簧和一個阻尼係數為80 ns m的阻尼器。該係統通過形式的恒定振幅諧波強迫函數（a）確定與f（t）和x（t）相關的係統傳輸函數以及計算WN和C的值的激發。（b）當振動的振幅是多少W的值為1.0、20和50拉。（c）找到阻尼係數的值，以給出關鍵阻尼，因此，以此值，...
遺傳算法的其他應用
（a）最佳控製最佳控製問題，例如第9.2節中討論的線性二次調節器，也可以使用氣體解決。公式（9.28）中給出的離散二次性能指數可以直接用作（最小）健身函數。另外，如示例10.6所示，方程式（9.28）提供了（最大）健身函數。（b）自組織模糊邏輯控製遺傳算法可用於適應會員功能和規則基礎...
243機械係統中的質量
加速身體的力量是其質量和加速的產物（牛頓的第二定律）。公式（2.17）中的t（t）a（t），<（2.17）是旋轉軸慣性的力矩。ob体育赛事分析機械係統時，通常是通過使用“自由圖”來識別所有外力，然後將牛頓的第二條運動定律以旋轉係統的形式應用於旋轉係統（2.18），找到相關的微分方程XI（T）和XO（T）的位移
28進一步的問題
電磁閥如圖2.18所示。線圈的電阻為4 FI，電感為0.6 h，並產生電磁力FC（t）的KC乘以電流I（t）。該閥的質量為0.125 kg，線性軸承產生的電阻力為C次速度U（T）。KC和C的值分別為0.4 N A和0.25 ns m。為電路的電壓V（t）和電流I（t）開發微分方程，以及電流I（t）...
812國家向量微分方程
係統的狀態由一組一階微分方程在狀態變量（X1 X2，，，XN）和輸入變量（W1 M2，，M）方麵描述。-h ai x + oiimi H ----- H OIMM + 22 2 H ----- 1 + 2i I H ----- H 2M _ fl Ixi + fl 2x2 + + fl x + x + imi + + + + + + +0 mm方程集（8.1）可以以矩陣格式組合。這導致狀態矢量微分方程方程（8.2）通常稱為狀態方程，其中下案例...
83國家矢量微分方程的離散解決方案
狀態方程的離散時間解可以被認為是第7章中從z變換方法開發的標量差方程方法的向量等效。。如果該等式中的時間間隔（T t0）為t，則離散時間係統的采樣時間，則狀態方程的離散時間解決方案可以寫為x（k + 1）t eatx（kt） +Jji Earbdr Ju（KT）（8.75）等式（8.75）...
133計算機數值控製的CNC機床
許多係統在計算機控製下運行，圖1.10顯示了CNC機床控製係統的示例。與工作人員形狀相關的信息，因此機器表的運動存儲在計算機程序中。這是以數字格式的傳輸，以連續形式與控製器的順序形式進行了比較，並與軸編碼器的數字反饋信號進行了比較，以生成數字誤差信號。這將轉換為模擬圖1.10計算機數值控製...
441 DC伺服電機
致動控製係統的最常見設備之一是圖4.13所示的直流伺服電機，並且可以在電樞或磁場控製下運行。電樞控製此布置以圖4.14中的示意圖顯示。現在，空氣隙通量與Z'F成正比，或者KFD是場線圈常數。此外，開發的TM與氣隙通量的乘積和電樞電流的乘積成正比圖4.14 DC伺服摩托車下的電樞控製。ea t armature激發...
104個遺傳算法及其在控製係統設計中的應用
10.4.1任何設計問題中的進化設計技術都有可能的解決方案的多維空間。這些解決方案中的一些可能是可以接受的，但不是最好的（本地Optima），並且可能存在一個最佳解決方案（全球最佳）。在第9章中已顯示，可以為具有線性植物動力學的控製係統獲得最佳的數學解決方案。另一種方法是使用“啟發式方法”或通過經驗獲得的知識來搜索...
A17教程6數字控製係統設計
本教程將使用第7章中的問題作為設計示例，研究MATLAB在數字控製係統設計中的應用。為了獲得零級保持（ZOH）在級聯中的一階采樣數據係統的Z變換，如圖7.10所示。示例7.3將娛樂轉移到z-Transform連續和diserete步驟響應num 1 den 1 1 ts 0.5 numd，dend e2dm（num，den，ts，'zoh'）printsys（num，den，'s'）printsys（numd，dend，Dend，Dend，Dend，'z'）子圖（121），步驟（num，den）子圖（122），...
a15教程4在Splane中的古典設計
該教程演示了MATLAB如何用於生成根軌跡圖，因此如何在S平麵中設計控製係統。第5章中給出的示例用於說明MATLAB命令。可以使用根命令找到特征方程（或任何多項式）的根。檢查具有特征方程式CE 12 14 2根（CE）ANS -2.1877 0.3516+1.2843i 0.3516-1.2843i -0.5156兩個根兩個根具有正真實零件，因此係統...
解剖過程
歸化是從模糊輸出窗口中包含的一組推斷的模糊控製信號映射到非模糊（CRISP）控製信號的過程。區域方法的中心是最著名的解剖技術，從語言上可以表示為。，。連續係統的第一矩的總和，方程（10.30）變為離散係統，方程（10.30）可以表示為e（t）2.5和ce -0.2，作為a ..的情況。。
994加權混合敏感方法
可以使用加權混合靈敏度方法來實現魯棒控製係統設計中的多元環形塑形。與第9.8.2節中描述的SISO係統一樣，公式9.166中給出的靈敏度函數S和等式9.167中給出的互補靈敏度函數可以與權重ws s和wt相結合，以給出TY1U1的無限標準是公式9.173中給出的LT 1。方程式9.174定義了混合敏感性成本函數，因為S s s and T s ...
943 Kalman濾波器多元狀態估計問題
考慮一種植物，該植物受幹擾W（FCP）的高斯序列，具有幹擾過渡矩陣CD（P）。測量Z（FC + 1）P包含高斯噪聲序列V（FC + 1）P，如圖9.6所示。卡爾曼過濾器的一般形式通常包含係統的離散模型以及一組遞歸方程，這些方程不斷更新Kalman增益矩陣k和係統協方差矩陣P.狀態估計X（FC + 1 FC + 1）IS是通過計算...
942卡爾曼濾波器單變量估計問題
卡爾曼過濾器是Weiner過濾器的互補形式。令AX為參數X的測量，讓其方差PA由AX為平均值，E為期望值。讓PX是來自相同參數的另一個係統的測量值，並且方差p假定X可以通過參數關係表示，其中k是0和1之間的任何權重因子。問題是得出k的值AX和PX的最佳組合，因此最好...
911最佳控製問題類型
a終端控製問題這用於將係統在給定時間段內盡可能接近給定的終端狀態。一個例子是一個自動飛機著陸係統，最佳控製政策將集中於最大程度地減少登陸點的國家向量的錯誤。b最小時間控製問題，該問題用於在最短的時間段到達終端狀態。這通常會導致“爆炸”控製政策，該控製政策是...
42框圖減少421個帶有多個循環的控製係統
控製係統可能具有多個反饋控製循環。例如，有一個船自動駕駛，舵 - 角控製環被稱為次要環，而標題控製環被稱為主要環。在分析多個循環係統時，首先考慮次要循環，直到將係統簡化為單個總體閉環傳輸函數為止。為了降低複雜性，在以下示例中，用於傳輸函數的s符號（v）的函數僅包括在...
761從Splane映射到Zplane
正如可以在S平麵中對連續係統進行瞬時分析一樣，可以在Z平麵中對離散係統進行穩定性和瞬態分析。使用正值z e a jw r earejwr使用正jw值7.62圖7.16從s到z平麵映射。如果飲食z和t方程7.62可以寫入方程式7.63在z平麵中產生千圖，如圖7.16所示。圖7.17顯示了...線的映射
66頻域中的補償器設計
在第4.5節中，討論了控製器，特別是用於閉環係統的PID控製器。在第5章中，人們證明了如何在S平麵中設計補償器以提高係統性能。以類似的方式，可以使用頻域技術設計補償器（通常在前進路徑中引入）。一般方法是重新形成開環頻率響應基因座G（JW）H（JW），以閉環頻率響應...
453比例加上積分PI控製
包括一個誤差積分的函數的術語可以，圖4.23中所示的植物類型消除了穩態誤差。考慮u（t）k1e（t） + k2 j edt（4.67）形式的控製定律（4.68），ti稱為積分動作時間，並正式定義為“時間間隔，其中的部分間隔當誤差不變時“ ...
442線性液壓執行器
液壓執行器在航空航天行業等領域被雇用，因為它們具有良好的體重比，並且具有快速的反應。圖4.19顯示了一個控製的線性致動器。當線軸閥向右移動時，加壓的液壓油流入腔室（1），導致活塞向左移動，並因此在腔室（2）中驅動油（2）將其驅逐到排氣口。以下分析將對...的小擾動進行線性性化。
372步長響應性能規範
圖3.21中所示的三個參數用於在A RISE時間TR中指定性能，最短時間以實現最終或穩態值。如圖所示，這可以是100個上升時間，也可以是最終值的10到90的時間，從而允許進行非重組響應。b在公式3.68中給出了超過百分比過衝和阻尼比之間的關係。對於控製係統，一個0到10 1 lt c gt 0.6的超聲是...
131室溫控製係統
控製室溫的係統實現如圖1.6所示。在這裏，將來自溫度傳感設備（例如熱電偶或電阻溫度計）的輸出信號與所需溫度進行了比較。任何差異或錯誤都會導致控製器將控製信號發送到產生閥杆線性運動的氣體螺線管閥，從而將氣體的流動調節到氣體火的燃燒器上。所需的溫度通常是從...獲得的