自动控制原理b

自动控制(原理)是指在没有任何人直接参与的情况下,利用附加的设备或装置(称为控制装置或控制器),使机器、设备或生产过程(统称为被控对象)的某种工作状态或参数(即被控量)按照预定的规则自动运行。

自动控制理论是研究自动控制同一规律的技术科学。在其发展初期,是一种基于反馈理论的自动调节原理,主要用于工业控制。二战期间,为了设计和制造基于反馈原理的飞机和船用自动驾驶仪、火炮定位系统、雷达跟踪系统等军事装备,进一步推动和完善了自动控制理论的发展。二战后,已经形成了一套完整的自动控制理论体系,这就是基于传递函数的经典控制理论。主要研究单输入单输出线性定常系统的分析与设计。

生逢其时

编辑?广播

20世纪60年代初,随着现代应用数学新成果的引入和计算机的应用,自动控制理论进入了一个新的阶段——现代控制理论,以适应航天技术的发展。它主要研究高性能、高精度的变参数最优控制问题,主要方法是基于状态的状态空间法。目前,自动控制理论不断发展,正在向以控制论、信息论、仿生学、人工智能为基础的智能控制理论深化。

控制系统

自动控制系统

为了实现各种复杂的控制任务,被控对象和控制装置必须以一定的方式连接起来,形成一个有机的整体,这就是自动控制系统。在自动控制系统中,被控对象的输出,即被控量,是需要严格控制的物理量,可以保持在一个恒定值,如温度、压力或飞行轨迹等。控制装置是对被控对象施加控制的相关机构的总和。它可以通过不同的原理和方式来控制被控对象,但最基本的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来自被控量的反馈信息,用来不断修正被控量与被控量之间的偏差,以实现控制被控量的任务。这就是反馈控制的原理。

以下是标准反馈模型:

处方:

公式:x(n+1)= xn+(A/xn ^ 2-xn)1/3设A=5,开至三次方。

5介于1 ^ 3和2 ^ 3之间(1的立方=1,2的立方=8)。

X_0可以是1.1,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6,1.7,1.8。比如我们取2.0。根据公式:

第一步:x 1 = { 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,为负反馈。

2-0.25=1.75,取2位数,即1.7。

第二步:x2 = { 1.7+[5/(1.7 2-1.7)]1/3 = 1.71 }。

即5/1.7×1.7 = 1.73010,1.73-1.7=0.03,0.03× 1/3 = 0.065438。

1.7+0.01=1.71。取三位数,比上一位数多一位数。

第三步:x3 = { 1.71+[5/(1.71.2-1.71)]1/3 = 1.709 }。

第四步:x4 = { 1.709+[5/(1.709 2-1.709)]1/3 = 1.7099 }输入值小于输出值。

这种方法可以自动调整,第一步和第三步中的值过大,但计算后输出值会自动减小;第二步和第四步,输入值太小,输出值自动增加。X4=1.7099。

当然也可以取1.1,1.2,1.3中的任意一个,...1.8, 1.9.

同时,自动控制原理也是高校自动化专业的一门主干课程,是学习后续专业课程的重要基础,是自动化专业考研的必修课。