您理解的自動控制的知識結構體系是什麼樣的?

時間 2021-05-29 22:44:53

1樓:回家

自動控制可分為兩個目標:跟蹤和鎮定,跟蹤就是沿著期望的參考訊號執行,譬如飛機沿著指定的航跡飛行;鎮定是在被控物件受到擾動之後仍能維持在平衡狀態,例如飛機受到陣風等干擾之後仍能保持平衡狀態。評價控制系統的指標主要由穩定,快速和準確。

設計控制系統首先要對被控物件進行數學建模,大多數情況下是個微分方程,這個微分方程經過拉普拉斯變換之後,就變成了傳遞函式,然後可以利用學的自動控制原理進行設計控制系統。如果這個微分方程具有多個狀態變數和多個輸出,一般寫成狀態空間矩陣,然後利用現代控制理論進行設計。如果這個微分方程是非線性的則需要利用非線性控制系統來設計。

自動控制(多為單輸入單輸出系統),現代控制理論(多為多輸入和多輸出系統),非線性控制理論(非線性系統)是遞進的關係。

在建模過程中,所得出的微分方程可能存在某個引數不確定,某些非線性函式未知,或者存在干擾,這時就需要利用自適應控制,神經網路控制/模糊控制,魯棒控制來解決這些問題。

2樓:

自控、現控、非線性是遞進的

自控的關鍵是理解「穩定性」,傳遞函式只是方便實現穩定(將系統階數轉為S/Z的加減乘除),這個很基本也很易理解。

現控就是「穩定」的另一形式——與傳遞函式相對的微分方程組矩陣,個人覺得系統矩陣比傳遞函式好理解也易實現好用些。

李雅普諾夫穩定,就是不只被控變數穩定,系統的其他狀態(誤差)、狀態(誤差)導數都穩定,這所謂就全域性穩定了。

私以為以上3個基本就是控制工程裡的「道」了,其他的都只是術

魯棒控制的關鍵應該是基於干擾或狀態、引數、模型的不確定性,增加前饋反饋等多樣措施,以消除外界干擾對系統的狀態、甚至引數或結構的影響,保持穩定。魯棒性這詞很晦澀,用「耐X性」來理解應該會快些……

模糊控制和神經網路應該為並列的,一般統稱智慧型控制,一般用來做控制器,但神經網路能逼近非線性,還能做觀測器

系統辨識,其實就是建模,對被控物件或者系統建模

其餘EE,CS在控制中,都是為了對系統的數學模型進行操作。比如計算機控制,原來建模好的控制器怎麼整?對傳遞函式離散化,Z變換。

執行器很慢?來設計個超快的板子或者擼個FPGA。

要了解體系,個人認為最快的方法當然還是讀下培養計畫或者教學大綱啦。

我推薦隨便哪個學校圖書館應該都能找到,一晚上能翻完。

可見控制,電子,計算機的課程與其他學校差別不會太大,還是那個道道,穩定,李雅普諾夫穩定,然後焊板子碼程式來實現。

自動化也確實是萬金油,從最底層模電到頂層的演算法,算是打通了個遍了。聽說有的學校還學力學課程之類。但我想,只要是圍繞穩定、收斂這個「道」,那就是自動化的體系了。

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