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自动控制原理频域分析实验实物图 自动控制原理与自动控制理论的根本区别在?

浏览量:3789 时间:2023-05-08 23:36:19 作者:采采

自动控制原理与自动控制理论的根本区别在?

自动控制原理包括经典控制和现代控制。

经典控制包括时域分析、根轨迹分析、频域分析、系统校正、PI设计等,而现代控制以线性系统理论和最优控制为主线。

线性系统理论部分主要阐述状态空间分析与综合的基本内容,包括动态系统的形状空间描述,动态系统的定量分析(状态方程的求解)和定性分析(能控性、能观性和李亚普诺夫稳定性),动态系统的综合(状态反馈和状态观测器设计)。最优控制部分,在解决最优问题的三种基本方法(变分法、最小值原理和动态规划法)的基础上,阐述了典型最优反馈系统(线性二次最优控制和最小时间控制)的设计。

所以要看自动控制原理的考试大纲,看是否包含现代控制部分。

频率特性曲线形成原因?

在自动控制原理中,频率特性和传递函数、微分方程一样,是系统数学模型的一种表达形式,代表了系统的运动规律,成为系统频域分析的理论基础。

当线性时不变系统的初始条件为零,输入正弦信号的频率在0到无穷大范围内连续变化时,系统稳态正弦输出和正弦输入的幅值比和相位差随输入频率而变化,这就是系统的频率特性。

频率特性包括幅频特性和相频特性。

分析系统时域分析与频域分析的特点。它们之间的关系?

很多领域都有时域分析和频域分析的概念。我从自动控制原理方面讲。

时域分析直观,参数直接反映系统响应,如上升时间、调节时间、超调量等,但时域数据有时难以获得。

频域分析不如时域直观,频域参数可以 t直接反映系统响应。频域参数包括截止频率、带宽、峰值频率等。

当然,对于一些和频率密切相关的领域,比如通信,那么频域分析还是有非常明确的意义的。

虽然不直观,但频域在理论分析中还是很重要的。传递函数模型最大的特点是可以在频域进行分析。而且频域数据很容易通过实验获得。频域和时域参数可以通过公式相互转换。

简述自动控制系统发展的四个阶段?

1.早期控制

早在古代,劳动就凭借生产实践中积累的丰富经验和对反馈的直观认识,发明了许多闪烁控制理论智慧火花的杰作。如果要追溯自动控制技术的发展历史,早在2000多年前,人类就有了自动控制技术的萌芽。

2.经典控制理论

自动控制理论是一门与人类社会发展密切相关的学科,是自动控制科学的核心。自从19世纪麦克斯韦描述线性常微分方程,分析带调速器的蒸汽机系统的稳定性以来。

经过奈奎斯特、波德、哈里斯、埃文斯、w。伊恩纳、尼科尔斯等人的杰出贡献最终形成了经典反馈控制的理论基础,并于20世纪50年代成熟。

其特点是以传递函数为数学工具,采用频域方法。它主要研究单输入单输出线性时不变控制系统的分析和设计,但有一定的局限性,即不适合用经典控制理论求解多输入多输出系统,尤其是非线性时变系统。

3.现代控制理论

随着20世纪40年代中期计算机的出现及其应用领域的不断扩大,自动控制理论已经朝着更加复杂和严谨的方向发展。特别是基于卡尔曼提出的能控性和能观性概念以及提出的最大值理论,以状态空间分析(线性代数的应用)为基础的现代控制理论在五六十年始出现。

现代控制理论本质上是一种时域方法,其研究内容非常广泛,主要包括三个基本内容:多变量线性系统理论、最优控制理论和最优估计与系统辨识理论。现代控制理论从理论上解决了系统的可控性、可观性和稳定性以及许多复杂系统的控制问题。

4.智能控制理论

随着现代科学技术的飞速发展,生产系统的规模越来越大,形成了一个复杂的大系统,导致控制对象控制器和控制任务及目标的复杂性不断增加,从而导致现代控制理论的成果很少应用于实践。经典控制理论在应用中遇到了许多困难,影响了它们的实际应用。有三个主要原因:

1)很难获得精确的数学模型。这类控制系统的设计和分析都是基于精确的数学模型,但由于不确定性、不完全性、模糊性、时变非线性等因素,一般很难获得实际系统的精确数学模型。

2)假设过于苛刻。人们在研究这些系统时,必须提出一些苛刻的假设,而这些假设在应用中往往与现实不符;

3)控制系统太复杂。为了提高控制性能,整个控制系统变得极其复杂,不仅增加了设备投资,而且降低了系统的可靠性。

第三代控制理论,即智能控制理论就是在这种背景下提出的。它是人工智能和自动控制交叉的产物,是当今自动控制科学的出路之一。

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