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控制理论 Control theory
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2020年9月29日 (二) 09:29
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自始至今,人们已经发明了许多不同的控制策略,其中有诸如PID一类应用及其广泛的控制器,也有针对特定系统设计的控制器(尤其是在机器人或飞行器巡航控制领域)。
自始至今,人们已经发明了许多不同的控制策略,其中有诸如PID一类应用及其广泛的控制器,也有针对特定系统设计的控制器(尤其是在机器人或飞行器巡航控制领域)。
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控制问题可以有不同规范。当然,稳定性是始终需要满足的。无论开环稳定性如何,控制器都必须确保闭环系统稳定。控制器选择不当甚至会恶化开环系统的稳定性,正常情况下必须避免。有时,我们希望在闭环系统中获得特定的动力学特征,即极点满足
<math>Re[\lambda] < -\overline{\lambda}</math>,而不是简单地要求<math>Re[\lambda] < 0 </math>,其中 <math>\overline{\lambda}</math> 是一个严格大于零的固定值。
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控制问题的解决方式可以有不同方式,但是系统稳定性始终是最重要的。无论开环稳定性如何,控制器都必须确保闭环系统稳定。控制器选择不当甚至会恶化开环系统的稳定性,因此在控制器选择过程中应该极力避免选择错误的控制器。有时,我们希望在闭环系统中获得特定的动力学特征,即极点满足
<math>Re[\lambda] < -\overline{\lambda}</math>,而不是简单地要求<math>Re[\lambda] < 0 </math>,其中 <math>\overline{\lambda}</math> 是一个严格大于零的固定值。
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另一个典型的规范是抑制阶跃扰动;这可以非常容易地通过在开环中(即直接在受控系统之前)添加一个积分器来实现。其他类型的扰动则需要添加不同类型的子系统。
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另一个典型的案例是抑制阶跃扰动;抑制阶跃扰动的方式非常简单,可以通过在开环系统中(即直接在受控系统之前)添加一个积分器来实现。其他类型的扰动则需要添加不同类型的子系统来实现扰动的抑制。
其他“经典”控制理论规范与闭环系统的时域响应有关。其中包括上升时间(控制系统在扰动后达到期望值所需的时间)、超调量(响应达到期望值之前达到的最高值)和其他性能指标(稳定时间、1/4衰减等)。频域规范通常与鲁棒性有关(见后文)。
其他“经典”控制理论规范与闭环系统的时域响应有关。其中包括上升时间(控制系统在扰动后达到期望值所需的时间)、超调量(响应达到期望值之前达到的最高值)和其他性能指标(稳定时间、1/4衰减等)。频域规范通常与鲁棒性有关(见后文)。
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