在经典控制理论时期,分析和设计自动化控制系统的主要方法是什么?分别基于什么样的原理和思想方法?
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发布时间:2022-05-01 00:09
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热心网友
时间:2023-10-30 19:45
看看百度的解释:
经典控制理论主要研究系统运动的稳定性、时间域和频率域中系统的运动特性(见过渡过程、频率响应)、控制系统的设计原理和校正方法(见控制系统校正方法)。经典控制理论包括线性控制理论、采样控制理论、非线性控制理论(见非线性系统理论)三个部分。早期,这种控制理论常被称为自动调节原理,随着以状态空间法为基础和以最优控制理论为特征的现代控制理论的形成(在1960年前后),开始广为使用现在的名称。
控制理论的形成远比控制技术的应用要晚。古代,罗马人家里的水管系统中就已经应用按反馈原理构成的简单水位控制装置。中国北宋元初年(1086~1089)也已有了反馈调节装置──水运仪象台。但是直到1787年瓦特离心式调速器在蒸汽机转速控制上得到普遍应用,才开始出现研究控制理论的需要。
1868年,英国科学家J.C.麦克斯韦首先解释了瓦特速度控制系统中出现的不稳定现象,指出振荡现象的出现同由系统导出的一个代数方程根的分布形态有密切的关系,开辟了用数学方法研究控制系统中运动现象的途径。英国数学家E.J.劳思和德国数学家A.胡尔维茨推进了麦克斯韦的工作,分别在1875年和1895年独立地建立了直接根据代数方程的系数判别系统稳定性的准则(见代数稳定判据)。
1932年,美国物理学家H.奈奎斯特运用复变函数理论的方法建立了根据频率响应判断反馈系统稳定性的准则(见奈奎斯特稳定判据)。这种方法比当时流行的基于微分方程的分析方法有更大的实用性,也更便于设计反馈控制系统。奈奎斯特的工作奠定了频率响应法的基础。随后,H.W.波德和N.B.尼科尔斯等在30年代末和40年代进一步将频率响应法加以发展,使之更为成熟,经典控制理论遂开始形成。
1948年,美国科学家W.R.埃文斯提出了名为根轨迹的分析方法,用于研究系统参数(如增益)对反馈控制系统的稳定性和运动特性的影响,并于1950年进一步应用于反馈控制系统的设计,构成了经典控制理论的另一核心方法──根轨迹法。
40年代末和50年代初,频率响应法和根轨迹法被推广用于研究采样控制系统和简单的非线性控制系统,标志着经典控制理论已经成熟。经典控制理论在理论上和应用上所获得的广泛成就,促使人们试图把这些原理推广到像生物控制机理、神经系统、经济及社会过程等非常复杂的系统,其中美国数学家N.维纳在1948年出版的《控制论》最为重要和影响最大。
经典控制理论在解决比较简单的控制系统的分析和设计问题方面是很有效的,至今仍不失其实用价值。存在的局限性主要表现在只适用于单变量系统,且仅限于研究定常系统。
以频率响应法和根轨迹法为核心的控制理论。[1]频率响应理论对于分析,设计单变量系统来说是非常有效的工具。设计者只需根据系统的开环频率特性,就能够判断闭环系统的稳定性和给出稳定裕量的信息,同时又能非常直观地表示出系统的主要参数,即开环增益与闭环系统稳定性的关系。频率响应法*地解决了单变量系统的设计问题。1948年,伊万斯(W. R. Evans)提出了控制系统分析和设计的根轨迹法。
热心网友
时间:2023-10-30 19:45
根轨迹,nyquist曲线,伯德图,尼克尔斯图来自:求助得到的回答
在经典控制理论时期,分析和设计自动化控制系统的主要方法是什么?分别基 ...
一.线性 其中线性系统的分析有时域分析法 频域分析法 根轨迹分析法三种 二,非线性系统的分析 用描述函数和相平面图对其进行分析 三。离散系统的分析 基于Z变换来求取数学模型对其进行分析 控制系统的设计 主要从稳准快 三个方面来考虑 尽量满足用户要求来设计系统 比如给定扰动下设计无差 扰动输...
在经典控制理论时期,分析和设计自动化控制系统的主要方法是什么?分别基 ...
经典控制理论主要研究系统运动的稳定性、时间域和频率域中系统的运动特性(见过渡过程、频率响应)、控制系统的设计原理和校正方法(见控制系统校正方法)。经典控制理论包括线性控制理论、采样控制理论、非线性控制理论(见非线性系统理论)三个部分。早期,这种控制理论常被称为自动调节原理,随着以状态空间法...
现代控制理论与经典控制理论有什么不同
一、在研究对象方面 经典控制理论的控制对象主要是较为简单的单输入-单输出线性定常控制系统。无法表示时变系统、非线性系统和非零初始条件下的线性定常系统。现代控制理论相对于经典控制理论,应用的范围更广。现代控制理论采用的是时域的直接分析方法,能对给定的性能或综合指标设计出最优控制系统。二、...
自动化技术的发展经过几个阶段?
20世纪40年代是自动化技术和理论形成的关键时期,一批科学家为了解决军事上提出的火炮控制、鱼雷导航、飞机导航等技术问题,逐步形成了以分析和设计单变量控制系统为主要内容的经典控制理论与方法。机械、电气和电子技术的发展为生产自动化提供了技术手段。1946年,美国福特公司的机械工程师D.S.哈德首先提出用...
胡寿松第五版《自动控制原理》中的经典控制部分是指什么?
经典控制理论的数学基础是拉普拉斯变换,占主导地位的分析和综合方法是频率域方法。classical control theory 经典控制理论主要研究系统运动的稳定性、时间域和频率域中系统的运动特性(见过渡过程、频率响应)、控制系统的设计原理和校正方法(见控制系统校正方法)。经典控制理论包括线性控制理论、采样控制理论、...
自动控制原理及其研究方向有哪些?
控制理论:包括经典控制理论、现代控制理论和智能控制理论等。经典控制理论主要研究线性控制系统的分析和设计方法,现代控制理论则主要研究非线性控制系统的分析和设计方法,智能控制理论则主要研究基于人工智能和机器学习的控制方法。控制系统设计:包括控制器设计、传感器和执行器选择、控制系统建模和仿真等。控制...
传递函数常识
传递函数这一概念主要适用于分析和设计线性常微分方程系统。在这个领域,它的应用非常广泛。首先,系统传递函数是一个数学工具,它通过运算方法将输出变量与输入变量之间的关系转化为微分方程的形式。传递函数的本质是系统固有的属性,与输入信号的大小或特性无关。它以一种标准化的方式表达,包含了连接输入与...
自动控制理论与经典控制理论一样吗?
不一样,二者研究的方向有很大的不同。自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。自动控制理论是以传递函数为基础的经典控制理论,它主要研究单输入单输出的线形定常数系统的分析和设计问题。现代控制理论比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛得多,包括线性系统和非线性系统,定常系统和时变系统,...
仿生学的例子要细!在250字以上。谢谢!
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工业控制系统发展经历了哪些发展历程
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