控制系统及现代控制理论.ppt

《控制系统及现代控制理论.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、控制系统及现代控制理论2012年4月9日小组报告，会议室内容提要控制系统控制目标控制系统组成控制理论经典控制理论及其计算机实现现代控制系统基础MotivationandTerminologyofAutomaticProcessControlSafetyFirstManEquipmentEnvironmentTheProfitMotive ▪meetingfinalproductspecifications ▪minimizingwasteproduction ▪minimizingenvironmentalimpact 

2、▪minimizingenergyuse ▪maximizingoverallproductionrate福岛核电站MotivationandTerminologyofAutomaticProcessControlControllersReduceVariability精确需要考虑。。。▪thedirectiontomovethevalve,pump,compressor,heatingelement...  ▪howfartomoveitatthismoment  ▪howlongtowaitbeforemovingit

3、again  ▪whetherthereshouldbeadelaybetweenmeasurementandaction控制系统的组成组成传感器控制器控制对象最终控制对象(FCE)过程变量测量过程变量信号设置点控制器输出操作变量干扰要求变量唯一且可测且可以转换为电信号FCE可接收控制信号FCE按照控制信号产生预期变化控制量：On/off中间变量:PI/PID系统设计时的考虑▪Easytoinstallandwire ▪Compatiblewithexistinginstrumentinterface ▪Lowmaint

4、enance ▪Ruggedandrobust ▪Reliableandlonglasting ▪Sufficientlyaccurateandprecise ▪Fasttorespond(smalltimeconstantanddeadtime) ▪Consistentwithsimilarinstrumentationalreadyintheplant▪LowCost常用的控制方法经典控制理论(20世纪30-50年代)超前，滞后设计。。。。PID系列的设计如何数字化实现？？？？现代控制理论（20世纪50-70年代）

5、线性控制(非线性控制)最优控制理论系统辨识自适应控制大系统控制理论和智能控制理论（20世纪60年代-）自适应控制鲁棒控制模糊控制人工智能与神经网络预测控制滑模控制经典控制理论线性系统拉普拉斯变换稳定性判据S，Z根轨迹判定控制迟滞，超前，PID最少拍。。。。模拟方式实现，数字方式实现连续控制器的离散化方法D(s)D(z)1.双线性变换法2.前向差分法3.后向差分法数字控制器的连续化设计步骤根据控制理论设计连续控制器系统辨识-控制方程Simulink仿真选择合理的采样频率（（15-50）fc）将D(s)离散化为D(z)设计由计算机

6、实现的控制算法校验利用计算机实现控制算法以PID控制器为例模拟PID控制器数字PID控制器数字PID控制器改进积分分离，抗积分饱和、、、现代控制理论——线性系统理论G(s)U(s)Y(s)状态方程x1x2...xn输出方程传递函数描述法状态空间方程描述法现代控制理论——线性系统理论线性系统的性质(续)反馈控制系统的结构状态反馈系统要求状态变量可以测量包含控制系统的完整信息，控制结果满意可以保持能控性，不一定能保持能观性BuxCyAK+v反馈控制系统的结构输出反馈系统输出变量容易测量,不能完整包含系统的信息，BuxCyAH+v控制

7、结果可能不满意可以保持原系统的能观性和能控性