📅  最后修改于: 2020-11-25 05:09:57        🧑  作者: Mango

本教程旨在为读者提供如何借助数学模型来分析控制系统的知识。完成本教程后，您将能够学习各种方法和技术，以便根据要求提高控制系统的性能。本教程适用于所有渴望学习控制系统基本概念的读者。先决条件想要继续学习本教程的学习者需要对信号和系统有基本的了解。...

📅  最后修改于: 2020-11-25 05:10:25        🧑  作者: Mango

控制系统是通过控制输出来提供所需响应的系统。下图显示了控制系统的简单框图。在此，控制系统由单个方框表示。由于输出是通过改变输入来控制的，因此控制系统使用了这个名称。我们将通过某种机制改变此输入。在关于开环和闭环控制系统的下一部分中，我们将详细研究控制系统内部的块以及如何更改此输入以获得所需的响应。示例-交通信号灯控制系统，洗衣机交通灯控制系统是控制系统的一个例子。在此，将一系列输入信号应用于此控制...

📅  最后修改于: 2020-11-25 05:10:58        🧑  作者: Mango

如果输出或输出的某些部分返回到输入端并用作系统输入的一部分，则称为反馈。反馈在提高控制系统性能方面起着重要作用。在本章中，让我们讨论反馈的类型和反馈的影响。反馈类型反馈有两种类型-正面反馈负面反馈正面反馈正反馈将参考输入$ R(s)$和反馈输出相加。下图显示了正反馈控制系统的框图。传递函数的概念将在后面的章节中讨论。暂时考虑正反馈控制系统的传递函数是$ T = \ frac {G} {1-GH} ...

📅  最后修改于: 2020-11-25 05:11:24        🧑  作者: Mango

控制系统可以用称为数学模型的一组数学方程式表示。这些模型对于控制系统的分析和设计很有用。控制系统的分析意味着当我们知道输入和数学模型时就找到输出。控制系统的设计意味着当我们知道输入和输出时就找到数学模型。主要使用以下数学模型。微分方程模型传递函数模型状态空间模型让我们讨论本章中的前两个模型。微分方程模型微分方程模型是控制系统的时域数学模型。请按照以下步骤进行微分方程模型。将基本法律应用于给定的控制...

📅  最后修改于: 2020-11-25 05:11:56        🧑  作者: Mango

在本章中，让我们讨论机械系统的微分方程建模。根据运动类型，机械系统有两种类型。平移机械系统旋转机械系统平移机械系统建模平移机械系统沿直线运动。这些系统主要由三个基本要素组成。这些是质量，弹簧，减震器或阻尼器。如果将力施加到平移机械系统，则由于系统的质量，弹性和摩擦力，它会受到相反的力的作用。由于施加的力和相反的力方向相反，因此作用在系统上的力的代数和为零。现在让我们分别看到这三个要素所对立的力量。...

📅  最后修改于: 2020-11-25 05:12:29        🧑  作者: Mango

如果满足以下两个条件，则认为两个系统彼此相似。这两个系统在物理上是不同的这两个系统的微分方程建模相同电气系统和机械系统是两个物理上不同的系统。平移机械系统的电气类比有两种类型。这些是力电压类比和力电流类比。力电压类比在力电压类比中，将平移机械系统的数学方程与电气系统的网格方程进行比较。如图所示，请考虑以下平移机械系统。该系统的力平衡方程为$$ F = F_m + F_b + F_k $$$ \ R...

📅  最后修改于: 2020-11-25 05:13:02        🧑  作者: Mango

方框图由单个方框或方框的组合组成。这些用于以图形形式表示控制系统。框图的基本要素方框图的基本元素是方框，求和点和起飞点。让我们考虑下图所示的闭环控制系统的框图，以识别这些元素。上面的框图由两个具有传递函数G(s)和H(s)的块组成。它还有一个求和点和一个起飞点。箭头指示信号流的方向。现在让我们一一讨论这些要素。块组件的传递函数由一个框表示。块具有单输入和单输出。下图显示了一个具有输入X(s)，输出...

📅  最后修改于: 2020-11-25 05:13:45        🧑  作者: Mango

框图代数不过是涉及框图基本元素的代数。该代数涉及代数方程的图形表示。块的基本连接两个块之间存在三种基本连接类型。串联串联也称为级联。在下图中，两个具有传递函数$ G_1(s)$和$ G_2(s)$的块串联连接。对于此组合，我们将获得输出$ Y(s)$作为$$ Y(s)= G_2(s)$$其中，$ Z(s)= G_1(s)X(s)$$$ \ Rightarrow Y(s)= G_2(s)[G_1(s...

📅  最后修改于: 2020-11-25 05:14:10        🧑  作者: Mango

上一章中讨论的概念有助于减少(简化)框图。框图减少规则请遵循以下规则来简化(减少)框图，该框图包含许多块，求和点和起飞点。规则1-检查串联的模块并简化。规则2-检查并联的块并简化。规则3-检查反馈回路中连接的模块并简化。规则4-如果简化时起飞点有困难，请将其向右移动。规则5-如果简化时求和点有困难，请将其向左移动。规则6-重复上述步骤，直到获得简化形式，即单个块。注-存在于该单块中的传递函数是总体...

📅  最后修改于: 2020-11-25 05:14:39        🧑  作者: Mango

信号流图是代数方程的图形表示。在本章中，让我们讨论与信号流图有关的基本概念，并学习如何绘制信号流图。信号流图的基本元素节点和分支是信号流图的基本元素。节点节点是代表变量或信号的点。节点共有三种类型：输入节点，输出节点和混合节点。输入节点-这是一个仅具有传出分支的节点。输出节点-这是一个只有输入分支的节点。混合节点-它是一个节点，具有传入和传出分支。例让我们考虑以下信号流程图来识别这些节点。该信号流...

📅  最后修改于: 2020-11-25 05:15:08        🧑  作者: Mango

现在让我们讨论梅森的增益公式。假设信号流图中有“ N”个前向路径。信号流图的输入和输出节点之间的增益不过是系统的传递函数。可以使用梅森的增益公式来计算。梅森的收益公式为$$ T = \ frac {C(s)} {R(s)} = \ frac {\ Sigma ^ N _ {i = 1} P_i \ Delta _i} {\ Delta} $$哪里，C是输出节点R(s)是输入节点T是$ R(s)$和...

📅  最后修改于: 2020-11-25 05:15:38        🧑  作者: Mango

我们可以在时域和频域两个方面分析控制系统的响应。在后面的章节中，我们将讨论控制系统的频率响应分析。现在让我们讨论控制系统的时间响应分析。什么是时间响应?如果输入的控制系统的输出随时间变化，则称为控制系统的时间响应。时间响应包括两个部分。瞬态响应稳态响应控制系统的时域响应如下图所示。在此，瞬态和稳态都在图中表示。对应于这些状态的响应称为瞬态和稳态响应。数学上，我们可以将时间响应c(t)写成$$ c(...

📅  最后修改于: 2020-11-25 05:16:22        🧑  作者: Mango

在本章中，让我们讨论二阶系统的时间响应。考虑以下闭环控制系统框图。在此，开环传递函数$ \ frac {\ omega ^ 2_n} {s(s + 2 \ delta \ omega_n)} $与统一的负反馈连接。我们知道闭环控制系统的传递函数具有统一的负反馈$$ \ frac {C(s)} {R(s)} = \ frac {G(s)} {1 + G(s)} $$用上面的方程式替换$ G(s)= ...

📅  最后修改于: 2020-11-25 05:17:02        🧑  作者: Mango

在本章中，让我们讨论二阶系统的时域规范。下图显示了二阶系统对欠阻尼情况的阶跃响应。该图中表示了所有时域规范。直至稳定时间的响应称为瞬态响应，稳定时间之后的响应称为稳态响应。延迟时间这是响应从零瞬间起达到其最终值的一半所需的时间。用$ t_d $表示。当“δ”介于零和一之间时，考虑二阶系统对于t≥0的阶跃响应。$$ c(t)= 1- \ left(\ frac {e ^ {-\ delta \ om...

📅  最后修改于: 2020-11-25 05:17:34        🧑  作者: Mango

在稳态期间，控制系统的输出与所需响应的偏差称为稳态误差。它表示为$ e_ {ss} $。我们可以使用最终值定理找到稳态误差，如下所示。$$ e_ {ss} = \ lim_ {t \ to \ infty} e(t)= \ lim_ {s \ to 0} sE(s)$$哪里，E(s)是误差信号$ e(t)$的拉普拉斯变换让我们讨论如何一一找到统一反馈和非统一反馈控制系统的稳态误差。Unity反馈系...