控制理論裡的輸入飽和到底是在研究什麼?

時間 2021-06-08 14:05:26

1樓:

完全不能正常工作的系統研究起來當然沒有意義。 飛行器不能起飛那就不能叫飛行器。正常的系統至少需要保證在穩態還有一定裕度(飛行器能輸出的公升力至少大於10N)。

研究系統飽和是針對系統某些狀態或者條件下導致的輸入飽和。比如你所說的飛行器,如果最大公升力是12N,飛機可以起飛,但是加速度是有限制的 ,如果期望的軌跡的加速度超過這個值就會飽和。又比如乙個過驅動系統某種情況下只有某個執行機構飽和了怎麼辦?

如何修正期望值,如何利用系統冗餘以及如何設計乙個在飽和情況不失穩的控制器都是非常值得研究的。

2樓:二十六周歲

大多數對飽和問題的研究都是基於Lyapunov穩定性理論展開的。

但是基於Lyapunov穩定性理論得到的控制器通常具有較大的保守性。

飽和控制實際上是在削弱基於Lyapunov理論的控制策略的保守性。

3樓:

我們必須認識到,對具體的物件而言,總會受到一定限制,我們不能做到任意的自由。比如你這裡提到的飛行器動力限制。

我們可以想想,我們的期望是什麼呢?什麼能滿足我們的期望?如果我們的期望現在不能得到滿足,那只能等到以後,或者放棄自己的期望。

回到飛行器上來,我們總是會選擇有可能實現我們期望的飛行器,如果動力不滿足,我們選擇製造設計出好的發動機。在保證基本可以實現自己期望的前提下,不斷優化,使得在限定條件下,效能不斷變得更優。

如果你目前只能輸出1000N的體力勞動,為何不把10000N的工作交給牛去做呢?

認識清楚能力,才可以利用它的力量去完成期望的任務。在基本可行的前提下,不斷深入研究,去更進一步地去找到更好的解決方案

4樓:

你說的是對的。

10噸起飛重量,對應8噸的起飛能力,當然通常飛不起來(極個別的能悠起來不算,不槓)

10噸的起飛重量,如何用12噸的起飛能力,飛起來,然後在危險情況下,最大程度的應用2噸的額外的起飛能力,讓飛機更安全,這才是要點。

拿飛機為例:

當飛機在1000公尺高度失速的時候,

你可以快速的降低高度,增加速度,然後獲得更好的公升力;

也可以緩慢的降低高度;

也可以努力維持當前高度,但是面臨失速帶來的飛行速度巨蔣,公升力不足的更大危險。

在這種情況下,你只有12噸公升力對應的推力,如何在飽和的條件下,給出最優的控制策略?

5樓:Scofield Gu

我是這麼想的:

飽和指被控系統在實際中最大可輸出量,從理論上來說,只要控制量只夠大可以使任何系統趨於穩定,但是這不符合實際。

所以我們要研究考慮飽和的控制策略,對吧?

但並不是說,給乙個輸入系統輸出立馬就會發散。可能存在某些區域性情況,我們設計的演算法會導致系統發散,所以我們需要設計我們的演算法在這些區域性條件的觸發下,考慮是否需要切換演算法或者說考慮飽和因素不讓系統陷入某些「死區」。

至於題主最後所言,假設需要10N的推力,但實際只有8N,是不是起飛不了呢?

這個問題我不太懂,但是我看到乙個類似的問題,僅供參考。知乎上有個問題叫「你見過哪些反常識的科學」,有一位答主詳細的介紹了,如何讓戰鬥機最快地衝上一定高度,普通人想肯定是直接往上筆直開嘛

事實上,美國給戰鬥機設計的演算法是這樣的,先往上衝,再俯衝一段距離,把速度提上去。再向上,再俯衝,最後到達set point。結果可能像這樣:

如下圖紅線比黑線更快到達setpoint(捂臉,將就著看,不許說我是靈魂畫手hhh)

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