清华大学PPT自动控制系统及应用第6章
现代控制理论-绪论 PPT课件
控制系统的状态空间描述
系统数学描述的两种基本类型
系统是指由一些相互制约的部分所构成的整体,它可能 是一个由反馈闭合的整体,也可能是某一控制装置或受控对 象。
本章中所研究的系统均假定具有若干输入端和输出端,如图所示。图 中方块以外的部分为系统环境,环境对系统的作用为系统输入,系统对环 境的作用为系统输出,二者分别用向量 u = [u1, u2, …, up]T 和 y = [y1, y2, …, yq]T 表示,它们均为系统的外部变量。描述系统内部每个时刻所处状况的 变量为系统的内部变量,以向量 x = [x1, x2, …, xn]T 表示。
)
控制(输入)向量
y1(t)
y
(t
)
y2
(t
)
ym
(t
)
输出(量测)向量
f1(x1, x2
f
(
x,
u,
t
)
f
2
(
x1
,
x2
fn (x1, x2
, xn , u1, u2 , xn , u1, u2
, xn , u1, u2
,ur ,t)
控制变量 u1 , u2 ,, ur
状态变量 输出变量
x1 , x2 ,, xn 通常并不要求必须是可测量的 y1 , y2 ,, ym 可以直接测量的,又称为量测变量
26
DgXu 中南大学信息学院自动化系
系统的动力学特性一般可用一组一阶微分方程来描述
动态特性 xi (t) fi (x1, x2 , , xn;u1,u2, ur ;t) i 1, 2, , n
清华大学PPT课件
幻灯片中出现一个组织结构图模块。
② 单击文本占位符,在框中键入所需要的文本。 ③ 利用【组织结构图】工具栏上工具按钮,可对组织结构
图进行相应的设置。
④ 完成后在图形外单击表示确认。 用户也可以在带组织结构图的幻灯片版式中,双击【插入组
织结构图和其它图示】按钮来插入组织结构图。
插入图表 ① 选择【插入】|【图表】命令,弹出数据表。 ② 在数据表中输入自己的数据,或者从文本文件导入数据, 或插入一个Microsoft Excel工作表或图表。 ③ 设置完成以后单击图表以外的区域返回幻灯片。 当数据表中的数据被修改,图表也会相应地随之发生变化。
母版包含并反映用户应用的设计模板中使用的所有样式元素。 这些元素包括:字体和段落样式;标题、文本和页脚在幻灯片 上的位置、配色方案、以及背景设计。 PowerPoint中演示文稿的母版包括幻灯片母版、标题母版、讲 义母版和备注母版。
幻灯片母版
幻灯片母版控制幻灯片中文本的字体、字号和颜色,以及幻灯
片搜索器】对话框。 ③ 在【文件】框内输入要复制的幻灯片所在演示文稿文件的 路径和名称,或单击【浏览】按钮查找演示文稿文件的位置, 查看演示文稿中的幻灯片。 ④ 在【选定幻灯片】区域中选择要复制的幻灯片,单击【插 入】按钮,即可完成复制操作。单击【全部插入】按钮复制 整份演示文稿。
移动幻灯片 移动幻灯片最简单的方法是将幻灯乍拖动到所需位置即可。在 拖动过程中,光标会随着鼠标的移动而移动,用以提示移动的 位置。 利用【编辑】菜单中的【剪切】和【粘贴】命令或【常用】工 具栏上的【剪切】和【粘贴】按钮,也可以完成移动幻灯片的 移动,操作方法和Word中的移动文本相同。 提示:在同一个演示文稿中,拖动幻灯片的同时候按下Ctrl键 可快速复制幻灯片。
自动化概论PPT课件(38页)精选全文
自动控制理论的经典著作
控制系统的一种自然模型
控制器(计算机) 大脑 控制理论 思想、智能 传感器 感觉器官 执行器 肌肉 能量 食物
更好的执行器 提供更好的体能
更好的传感器 提供更好的视觉
更好的控制 使传感器和执行器的组合以更智能的方式提供更灵巧 的作用
自然模型
自动化技术的发展
检测、计算、通信、执行和复杂性技术成本/性能曲线
机械化(应用机器系统) 电气化(加入电机、网络) 自动化(加入自动控制器) 数字化(应用数字计算机) 网络化(实现计算机网络) 先进自动化(系统、管理) 智能化(引入智能) 知识化(处理知识)
工业化 信息化 知识化
社 会 总 发 展
嫦娥一号 中国自主研制、发射的第一个月球探测器
北京现代汽车车身车间焊接机器人
清华大学提出的电力系统的混成控制
离散逻辑控制指令~连续动态
底层(动态电力系统) 电厂、变电站&FACTS设备
电力 系统 混成 控制
中间处理与操作层 Processing & Operating
最高决策与指挥层 Decision–making & Commanding
小结
自动化是一个发展充分、工程概念强、内容丰富、应用领域广泛的技术学科,是人类文明进步和社会现代化的标志。 自动化是信息化的必然,是智能化的基础,是人类体能和智力扩展的关键技术,是从信息社会迈向知识社会的必经之路。 自动化专业培育高素质的控制、管理、决策人才,要求:理论与实践(抽象思维与动手,数学方程与物理概念)、硬件与软件、强电与弱电并重
中间层信息
控制指令 (事件驱动)
Data
底层设备的反馈控制
操作命令
底层信息
计算机控制系统PPT_1
生产过程和计算机直接连接,并受计算机控制的 方式称为在线方式或联机方式;
生产过程不和计算机相连,且不受计算机控制, 而是靠人进行联系并做相应操作的方式称为离线方式 或脱机方式。
②实时:指信号的输入、计算和输出都要在一定的时 间范围内完成,亦即计算机对输入信息,以足够快的 速度进行控制,超出了这个时间,就失去了控制的时 机,控制也就失去了意义。
设备 口电路 作台
口电路
多路开关 A/D
D/A
多路开关
数字量输入数字量输出I/O 通道传感器及 变送器工
执行机构
业
对
象
信号检测
及变送
被控对象
2019/11/22
计算机控制系统的组成框图
第一章 绪 论
15
—计算机控制系统—
从本质上看,计算机控制系统的作用如下三个方面: ①实时数据采集:对来自测量变送装置的被控量
2019/11/22
第一章 绪 论
36
—计算机控制系统—
1-2-5 计算机控制系统的分类
现场总线控制系统 工作站 — 现场智能仪表-智能电磁流量计
结构模式为:“工作 站一现场总线智能仪 表”二层结构,降低 了成本,提高了可靠 性,并且在统一国际 标准下可实现真正的 开放式互连系统结构。
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2019/11/22
第一章 绪 论
25
—计算机控制系统—
1-1-2 信号特点(7)
• 零阶保持器恢复信号的示意图
y
采样信号y(kT)
原信号y(t)
恢复信号yh(t)
t
2T 4T
6T
零阶保持器算式 yh(kT+t)=y(kT)
0≤t<T, k=0, ±1,
控制工程基础ppt课件第一章 控制工程基础概论
1932年:H. Nyquist提出乃奎斯特稳定性判据。 1945年:H. W. Bode提出反馈放大器的 一般设计方法
第一章 概论
1948年:N. Wiener发表《控制论》,标志经典 控制理论基本形成;经典控制理论以传递函数 为基础,主要研究单输入—单输出(SISO)系 统的分析和控制问题;
第一章 概论
根据自动控制理论的内容和发展的不同阶 段,控制理论可分为“经典控制理论”和“现 代控制理论”两大部分。
“经典控制理论”的内容是以传递 函数为基础,以频率法和根轨迹法作 为分析和综合系统基本方法,主要研 究单输入,单输出这类控制系统的分 析和设计问题。
第一章 概论 第一颗人造卫星(苏联,1957年)
机电工业是我国最重要的支柱产业之一 ,而传 统的机电产品正在向机电一体化(Mechatronics) 方向发展。机电一体化产品或系统的显著特点是控 制自动化。
机电控制型产品技术含量高,附加值 大,在国内外市场上具有很强的竞争优势, 形成机电一体化产品发展的主流。当前国 内外机电结合型产品,诸如典型的工业机 器人,数控机床,自动导引车等都广泛地 应用了控制理论。
第一章 概论 勇气号、机遇号火星探测器(美国,2004年)
第一章 概论 土卫六探测器(欧盟,2005年)
第一章 概论 坦普尔1号彗星深度撞击(美国,2005年)
第一章 概论
常娥一号(2007年,中国)
第一章 概论
导弹击中卫星(中国,2007年; 美国,2008年)
第一章 概论
“作为技术科学的控制论,对工程技术、
u2 放大器
ua 控制 电机
n
减 速 器
嵌入式系统概述ppt
Connecting SRAM
服务特 权
共享文档下载特权
VIP用户有效期内可使用共享文档下载特权下载任意下载券标价的文档(不含付费文档和VIP专享文档),每下载一篇共享文
档消耗一个共享文档下载特权。
年VIP
月VIP
连续包月VIP
享受100次共享文档下载特权,一次 发放,全年内有效
赠每的送次VI的发P类共放型的享决特文定权档。有下效载期特为权1自个V月IP,生发效放起数每量月由发您放购一买次,赠 V不 我I送 清 的P生每 零 设效月 。 置起1自 随5每动 时次月续 取共发费 消享放, 。文一前档次往下,我载持的特续账权有号,效-自
包权
人书友圈7.三端同步
一、嵌入式系统的定义
嵌入式系统:
嵌入式系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,
其软硬件可配置,对功能、可靠性、成本、体积、 功耗有严格约束的一种专用系统。
专用计算机系统(非PC智能电子设备)
以应用为中心
以计算机技术为基础
软件硬件可裁剪
适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、 功耗严格要求
嵌入式系统硬件
Power Supply Oscillation Circuit
Reset Circuit
Ports
Chip Board Ciruit
Prescaler
CPU CORE
Interrupt Controler
Timer DMA
CPU
I/O Port A/D
Connectong for Debugging
前言
课程设置的必要性 嵌入式系统涉及现代生活的方方面面 应用日趣复杂 微处理器技术长足发展 嵌入式软件技术成为核心
自动控制系统概述
自动控制原理:经典控制理论,即研究反馈控制。 自动化 自动控制(视频资料) 在没有人参与的情况下,通过控制器或控制装置来控制机器或者设备等物理装置,使
得机器设备的受控物理量按照希望的规律变化,达到控制目的。 是研究控制系统的一般规律,不是讲具体的控制对象、系统、元件。 对象:如炼钢、化工反应,航空航天,机械汽车加工。 系统:运动过程,力学、电学、光学、生物等 元件:控制器、执行(电机),传感器
2021/3/27
2
CHENLI
第一章 自动控制系统概述
自动化的发展过程回顾: ①设备自动化 本世纪50年代开始发展起来,由最初的机器、设备的控制问题,引出了机床、轧钢机等设备 的自动化。主要特点:自动调节系统的出现及其大量应用。 ②生产过程自动化 生产过程自动化需要考虑生产过程的协调、优化、计划与调度等问题。它是生产车间级的自动 化。 离散型生产过程的自动化 机械制造自动化,电子制造自动化,…… 连续型生产过程的自动化 化工自动化,冶金自动化,…… ③工厂自动化 工厂是由若干个生产车间组成的、能够完成一定的产品生产任务的实体,工厂自动化实现了产 品加工生产的自动化,工厂自动化=生产过程自动化+管理自动化。 ④企业自动化 企业自动化包括企业的生产加工、企业管理、产品(设计/开发)、市场、销售、计划等方面 的综合自动化,企业自动化的支撑技术包括:制造资源管理MRP-II,企业资源计划ERP,计 算机辅助设计/制造CAD/CAM,计算机集成制造CIM,并行工程CE,产品数据管理PDM,… 计算机集成制造CIM将制造视为一个信息处理、信息转换的过程,将制造过程视为一个集成的 过程,多种计算机技术与工具的综合应用。
第6章-软件开发知识-计算机导论(第4版)(微课版)-袁方-清华大学出版社
关系数据库语言
➢ 关系数据库语言的特点
➢ 非过程化:只要提出做什么,而不必指明如何做 。 ➢ 功能一体化:数据定义与数据操纵格式统一。 ➢ 一种语法两种使用方式:人机交互方式与嵌入主语言方式。 ➢ 面向集合操作。 ➢ 语法简捷、易学易用。
计算机导论
关系数据库语言
➢ 关系数据库语言的特点
➢ 非过程化:只要提出做什么,而不必指明如何做 。 ➢ 功能一体化:数据定义与数据操纵格式统一。 ➢ 一种语法两种使用方式:人机交互方式与嵌入主语言方式。 ➢ 面向集合操作。 ➢ 语法简捷、易学易用。
计算机导论
袁方/王兵编写 清华大学出版社出版 《 计算机导论(第4版)》 配 套 课 件
计算机导论
第6章:软件开发知识
目录 CONTENTS
01 数 据 库 原 理 及 应 用 02 软 件 工 程
6.1 数据库原理及应用
01 关 系 数 据 库
02 关 系 数 据 库 语 言
03 常用关系数据库管理系统 04 数据库应用系统开发工具
计算机导论
关系数据库
➢ 数据库系统的组成
➢计算机硬件、数据库。 ➢操作系统、数据库管理系统、
应用开发工具和应用系统。 ➢数据库管理员、系统分析员、
数据库设计人员、应用程序 开发人员和用户。
计算机导论
关系数据库
➢数据库的主要特点
➢数据冗余度小:重复数据少,节省存储空间并有利于保 持数据的一致性。
现代控制理论第一章 ppt课件
1889-1976
1.1 控制理论的发展历程
伯德,Hendrik Wade Bode
美国1905-1982
Bode was an American engineer, researcher, inventor, author and scientist,
of Dutch ancestry.
As a pioneer of modern control theory and electronic
telecommunications he revolutionized both the content and methodology of his chosen fields of research.
1.1 控制理论的发展历程
维纳,Norbert Wienner
1948年,维纳发表《控制论》,宣告了这门新兴学 科的诞生。这是他长期艰苦努力并与生理学家罗森 勃吕特等人多方面合作的伟大科学成果。
1964年1月,他由于“在纯粹数学和应用数学方面并 且勇于深入到工程和生物科学中去的多种令人惊异的 贡献及在这些领域中具有深远意义的开创性工作”荣 获美国总统授予的国家科学勋章。
1.1 控制理论的发展历程
维纳,Norbert Wienner
第一章,牛顿时间和柏格森时间 第二章,群和统计力学 第三章,时间序列、信息与通讯 第四章,反馈与振荡 第五章,计算机与神经系统 第六章,完形与普遍观念 第七章,控制论和精神病理学 第八章,信息、语言和社会 第九章,关于学习和自生殖机 第十章,脑电波与自行组织系统
1.1 控制理论的发展历程
伯德,Hendrik Wade Bode
自动控制原理及应用课件(第三章)
即 s1,2=- n 临界阻尼情况的单位阶跃响应为
C(s) n2 1 (s n )2 s
设部分分式为
C(s) A1 A2 A3
s s n (s n )2
式中,待定系数分别为A1=1,A2=-1,A3=-n
于是有
C(s) 1 1 n s s n (s n )2
取C(s)的拉普拉斯逆变换,则有
R(s) A0 s2
3.抛物线信号 抛物线信号的数学表达式为
0
r(t)
1 2
A0t
2
(t 0) (t ≥ 0)
式中,A0为常数。
当A0=1时,称为单位抛物线信 号,也称为单位加速度信号。
抛物线信号如图所示,它表示
随时间以等加速度增长的信号。
图3-3 抛物线信号
抛物线信号在零初始条件下的拉普拉斯变换为
R(s) A0 s3
4.脉冲信号 脉冲信号是一个脉宽极短的信号,其数学表达式为
0 t < 0;t >
r
(t
)
A0
0<t <
脉冲信号如图3-4(a)所示,
当A0=1时,若令脉宽 →0,则
称为单位理想脉冲函数,记作
(t),单位脉冲函数如图3-4(
b)所示, (t)函数满足
(t)
0
(t 0) (t 0)
闭环传递函数为 系统特征根为
(s) n2 s2 n2
s1,2 jn
无阻尼情况的单位阶跃响应为
C(s) n2 1 1 s s2 n2 s s s2 n2
取C(s)的拉普拉斯逆变换,则有
c(t) 1 cosnt (t ≥ 0)
系统阶跃响应曲线为等幅振荡,超调量为100%,振荡频率为 自然振荡角频率 n 。由于曲线不收敛,系统处于临界稳定状 态。
自动控制系统的工作原理
Automatic Control Theory 刘明俊
国防科技大学出版社
1
1. 人类社会发展的三个时代
人力时代
人类主要依靠自身的肌体来完成能量变换和信息变换,但 是人类自身转换的功率和范围都极其有限,纵有九牛二虎之 力,也不能昼夜不停地工作着,因此创造的财富有限,最高 文明只达到封建社会。
10
1.2 自动控制系统的工作原理
系统:为了达到某一目的,由一些对象相互作用,相互制 约,组成一个具有一 定运动规律的整体。
控制系统:指能够对被控对象的工作状态进行自动控制的系 统,由被控对象和控制器构成的整体。
自动控制系统的性能,在很大程度上取决于系统中的控制器 为了产生控制作用而必须接收的信息,这个信息有两个可能 的来源: 1)来自系统外部,即由系统输入端输入的参考输入信号。 2)来自被控对象的输出端,即反映被控对象的行为或状态 的信息。
闭环控制系统框图
输入量
干扰量
控制器
控制对象
输出量 被控量
测量元件
反馈回路
22
给定装置
-+
给定电压
放大器
e
电机
M
减速器
-+
热电偶 电阻丝
热电偶 输ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电压
调压器 220~
给定电压 e 放 大 -器
电
减
动
速
机
器
热电偶
调
恒 期望炉温
压
温
器
炉
23
工作原理:
当炉内实际温度与给定电位计表征的希望高度 一致时,热电偶输出电压与给定电压相等,电 动机不转动,系统相对平衡。当炉温因扰动出 现偏差时(如炉温低于希望值),偏差电压经 放大后驱动电动机转动,将调压器电刷向上移 动,使电阻丝两端电压增大,从而使炉温升高, 趋于希望值。
液压控制系统(常同立编著,清华大学出版社)PPT课件
12
应用案例 5——机器动物
高功率体积比和结构紧凑
13
应用案例 5——机器动物
14
应用案例 5——机器动物
15
应用案例 6——两足机器人
高功率体积比和结构紧凑
16
应用案例 6 —— 两足机器人
17
小结
液压控制技术是一门机电液一体化新技术,它是自动控制技术的 一个重要分支。液压控制技术包括开环控制和闭环控制两类,其中液 压闭环控制较为复杂。
29
第2章 参考文献
[1] Katsuhiko Ogata. System dynamics. 北京:机械工业出版社. 2004.3 [2] 吴重光. 仿真技术. 北京:化学工业出版社. 2000.5. [3] Katsuhiko Ogata. Modern control engineering. Prentice Hall, 2010 [4] John J. D’Azzo and Constantine H. Houpis, Stuart N. Sheldon. Linear Control System Analysis and Design with Matlab. New York: Marceld Dekker, Inc. 2003 [5] 王广雄,何朕. 控制系统设计. 北京:清华大学出版社, 2008.3. [6] 高钟毓等. 机电控制工程. 北京:清华大学出版社, 2011.8. [7] www. [8] Roland S. Burns. Advanced Control Enginineering. Oxord: Butterworth-Heinemann. 2001. [9] J.R. Leigh. Control theory. London: The institution of engineering and technology. 2004. [10] Isaac Horowitz. Some ideas for QFT research. International Journal of Robust and Nonlinear Control, 2003, 13: 599-605. [11] 刘兵,冯纯伯. 基于双重准则的二自由度预测控制——连续情况. 自动化学报. 1998,24(6):721-726. [12] 冯勇等. 现代计算机控制系统. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社, 1998.7. [13] D. M. Auslander, J. R. Ridgely, J. D. Ringgenberg. Control software for mechanical systems: object-oriented design in a real-time world. Pearson Education, Inc. 2002.
数据库应用与设计 (清华大学出版社)参考答案
《数据库应用与设计》习题参考答案第1章习题参考答案1、答案:数据库是长期储存在计算机设备上、相互关联的、可以被用户共享的数据集合。
2、答案:数据库中的数据共享带来如下好处:低冗余,保证数据的一致性,易于扩充。
但是数据库中的数据共享可能会引起并发访问的冲突,这就需要采用并发控制来避免。
3、答案:因为概念数据模型可以真实地反映现实世界,被人们所理解。
它是创建数据模型的第一个阶段。
4、答案:5、答案:因为多对多联系是一类比较复杂的联系,一般数据库管理系统也不直接支持多对多联系(需要付出更大的代价),所以多对多联系通常需要转换成一对多联系的。
6、答案:存储数据独立性指当改变存储文件的组织方式或存储结构时,应用程序无需修改。
概念数据独立性指当概念文件的结构发生变化时,应用程序无需修改。
这两种数据独立性是通过三层结构获得的。
在三层结构的方案中,CONCEPTUAL-ROUTINE保证了概念数据的独立性,而STORAGE-ROUTINE则保证了存储数据独立性。
7、答案:数据库模式是用数据描述语言对数据库结构的每一层的框架及结构进行的精确定义。
数据库模式分为存储模式(内模式)、概念模式(模式)、外部模式(子模式)。
存储模式(内模式)定义了存储数据库结构,概念模式(模式)定义了概念数据库结构,外部模式(子模式)定义了外部数据库结构。
8、答案:用户程序通过DBMS修改一条记录时所发生的一系列事件如下:(1)用户程序A向DBMS发出修改一条记录的指令,这时,用户程序要给出外部文件名、记录的关键字值和要修改的信息。
(2)DBCS分析所接到的指令,访问对应的外部模式。
(3)DBCS完成外部模式到概念模式的转换,决定访问哪个(些)概念文件。
(4)由DBSS完成概念模式到存储模式的转换,并决定访问哪个(些)存储文件。
(5)DBSS调用修改方法,通过操作系统修改相应的存储文件。
(6)用户程序从系统缓冲区中获得DBMS返回的状态信息。
智能控制理论及应用PPT课件
20世纪50年代至70年代是神经网络研究的萧条期,但仍有 不少学者致力于神经网络模型的研究;
Albus在1975年提出的CMAC神经网络模型,利用人脑记 忆模型提出了一种分布式的联想查表系统;
Grossberg在1976年提出的自谐振理论(ART)解决了无 导师指导下的模式分类;
到了80年代,人工神经网络进入了发展期:
1985年8月,IEEE在美国纽约召开了第一届智能控制学术 研讨会,会上集中讨论了智能控制的原理和系统结构等问题。 这次会议之后不久,IEEE控制系统学会成立了智能控制专业委 员会。1987年1月,IEEE控制系统学会和计算机学会在美国费 城联合召开了智能控制的第一次国际会议,来自美、欧、日、 中以及其他国家的150余位代表出席了这次学术盛会。
从控制论的角度出发:智能控制是驱动智能机器自主地实 现其目标的过程。或者说,智能控制是一类无需人的干预就能 独立地驱动智能机器实现其目标的自动控制方法。
以上各种描述说明:智能控制具有认知和仿人的功能;能 适应不确定性的环境;能自主处理信息以减少不确定性;能可 靠地进行规划,产生和执行有目的的行为,以获取最优的控制 效果。
1968年扎德首次公开发表其“模糊控制算法”;
1973年他又发表了语言与模糊逻辑相结合的系统建立方法; 1974年伦敦大学Mamdani博士首次尝试利用模糊逻辑,成 功地开发了世界上第一台模糊控制的蒸汽引擎;
1979年T.J.Procky和E.H.Mamdani共同提出了自学习概念, 使系统性能大为改善;
11
18.07.2020
北京科技大学自动化学院控制科学与工程系
1.2 智能控制的发展概况
1.2.1 智能控制的产生 人们将智能控制的产生归结为二大主因,一是自动控制理
自动控制原理PPT课件
1.1 控制技术的发展及应用
控制概念的引入:
要求汽车沿道路中心线行驶(控制汽车的位置) 1 )预期:道路中心位置 2 )汽车当前位置相对预期位置的差 3 )操纵方向盘改变汽车位置使差减小
某一装置 代替人
汽车自 动驾驶 系统
1.1 控制技术的发展及应用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
控制概念的引入
•温度调节装置(控制房间的温度)
1 )预期:要求的室内温度
闭环控制
1.3 开环控制和闭环控制
闭环控制
输入 误差
实际输出
控制器 对象
闭环控制
传感器
特点:系统的输出是由偏差控制的,被控量经过反馈影响偏差,产生 一个相应的控制作用去减小或消除偏差,使被控量与期望值趋与一致。
结果:控制结构复杂,成本高;
抗元件参数变化和外界干扰的能力强
闭环系统可能不稳定
1.3 开环控制和闭环控制
2 )室内当前温度相对预期温度的差
温 度
3 )打开或关闭加热开关改变室内温度使差减小
温度测量,比较功 能,自动打开、关 闭加热开关的装置
温度自 动控制 系统
1.1 控制技术的发展及应用
自动控制的概念
自动控制是指在没有人的直接参与的情况下,利用自 动控制装置(控制器)使工作对象(被控对象)自动地 按照预先规定的规律运行,或使它的某些物理量(被控 量)按预定的要求变化。
第一章基本要求及作业
1-1 什么是随动系统?
这类系统的参考量是预先未知的随时间任意变化的函数, 要求被控制量以尽可能小的误差跟随参考量的变化。
系统中:被控对象为指针,被控量为指针位移,输入电压为 给定输入量。
给定电压 电位器
放大器
电动机
清华大学822控制工程基础考研参考书目、考研真题、复试分数线新
清华大学822控制工程基础考研参考书目、考研真题、复试分数线822控制工程基础课程介绍本书是高等学校机械工程及自动化(机械设计制造及其自动化)专业系列教材之一,也是教育部新世纪网络课程的主要参考书。
内容简介全书共分8章:第1章控制系统的基本概念,第2章数学模型,第3章时域分析法,第4章频域分析法,第5章控制系统的设计和校正,第6章线性离散系统,第7章状态空间分析法,第8章控制系统的应用和分析。
书末附有5个附录。
每章附有习题,附录E有习题参考答案。
本书的特点是:淡化经典控制与现代控制的界限,突出方法论;重点阐述共性问题,适应拓宽专业口径的需要;不苛求严格的数学推证,从直观的物理概念出发分析问题、解决问题;特别重视工程应用,除每章附有较多机、电、液、气方面的例题外,还专辟一章介绍控制理论在工程中应用的成功实例;取材新颖,采用MATLAB等先进软件分析和设计系统;编写体系符合教学规律,好教易学;传授科学知识与培养创新能力并重。
内容简介本书以介绍工程上广为应用的经典控制论为主,使读者学会信息处理和系统分析与综合的基本方法。
同时,书中还简要介绍了非线性系统、计算机采样控制系统和控制系统计算机辅助分析的基本方法,以使读者建立起这方面的基本概念。
全书共九章,包括系统的数学模型、时域响应分析、频域响应分析、稳定性分析、误差分析、系统的综合与校正、非线性系统和计算机采样控制系统。
本书适合于机械设计制造及自动化专业、材料成型与控制工程专业。
本书为普通高等教育“十一五”国家级规划教材。
本书主要介绍工程中广为应用的经典控制理论和现代控制理论中控制系统分析与综合的基本方法。
全书共分十章:前六章属于经典控制理论国的线性定常连续控制系统问题,阐明了自动控制的三个基本问题,即模型、分析和控制;第七章和第八章分别为非线性系统及机采样控制系统;第九章为现代控制理论基础;第十章为典型控制系统的分析与设计实例。
本书总结了编者多年教学经验,且参考国内外教材特点,精选内容;叙述透彻,易教易学;强调基本概念和工程背景,适应面宽;正文中穿插有较多的例题,附有大量的习题(部分有答案),便于读者自学。
大学计算机教程第六版 第6章多媒体技术及图像处理
图片修饰加工类工具:
这类工具可以直接在图像上添加、复制、修复像 素。 例如用仿制图章在原车辆后面复制另一辆同样 的车,如图6.23所示。
添加内容类工具:
主要用于在图像背景上添加所需内容。如在图像 上要添加文字处单击,键入文字即可,如图6.24所示。
Photoshop可以对一幅图像在总体上进行快速调整,包括亮度、颜 色、饱和度、对比度等。例如对曝光不足或曝光过度的照片采取补救措 施进行校正,如图6.25所示。
数据压缩技术如视频处理,经过数字化 输入、编码压缩、还原以及同步显示处理 技术等。
多媒体计算机的硬件设备主要配备有声卡、 麦克风、视频功能卡、CD-ROM驱动器、扫描仪、 音箱以及照相机、摄像机等。
多媒体数据信息存储量大,计算机系统一 般均配置CD-ROM、DVD-ROM光盘驱动器,简称 光驱,是常见的多媒体计算机的基本配置之一。
1. 自动添加媒体信息 2. 使用“编辑”命令添加媒体信息 3. 使用“高级标记编辑器”添加媒体信息
使用 Windows Media Player的刻录功能,可以 在任何标准 CD 播放机中进行播放。
6.4.1 位图
像素是用数字表达图像信息的基本单位,每个 像素是一个微小的正方形。故常采用每英寸长度上 的像素数目来表示图像分辨率,称作ppi,有些人也 把像素叫作点(dot),故也将图像分辨率标为dpi。
图6.18倾斜校正
7. 对图像中的文字进行校正之后,按“识别”按扭, 开始对文字图像进行识别处理。识别处理后的结果 即可生成可以进行编辑的文字文档文件,如图6.19 所示。
图6.19 图像文字识别处理
8.当用户认为校对完毕后即可单击窗口中“文件” 按扭,选择“另存为”选项,将该文字文件保存起 来,生成文本文档。如图6.20所示。
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.3 最小相位系统和非最小相 位系统
6.3.1
最小相位传递函数与最小相位系统 6.3.2 产生非最小相位的环节
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6.3 最小相位系统和非最小相 位系统
6.1.1 频率响应与频率特性
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6.1.1 频率响应与频率特性
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6.1.1 频率响应与频率特性
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6.1.2 频率特性与传递函数的关系
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6.1.3 频率特性的求法
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6.1.3 频率特性的求法
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6.2 频率特性的图示方法
6.2.1
频率特性的极坐标图 6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
10 0 -10 -20
低频渐近线
T
10
T
0.1
பைடு நூலகம்
T
精确曲线
高频渐近线
-20dB/dec
0° 0.1 -45° -90°
10
T T
T
图6.9 惯性环节的Bode图 图6.9 惯性环节的Bode图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
60 40 20 0 -6 -20 0.01 0.1 1 2 10 -20dB/dec
90° 0° 0.01 -90° -180° 0.1 1 10
图6.7 积分环节的Bode图
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6.4 系统的闭环频率特性
6.4.1
闭环频率特性 6.4.2 频率特性的特征量
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6.4 系统的闭环频率特性
本节主要阐明如何由系统的开环频率特性求 得系统的闭环频率特性,并简单介绍闭环频 率特性曲线上的几个特征量,即频域性能指 标。
n 6 8 10
6.13 振荡环节误差修正曲线 图6.13 图振荡环节误差修正曲线
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.3.1 最小相位传递函数与最小相位系统
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6.3.1 最小相位传递函数与最小相位系统
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6.3.2 产生非最小相位的环节
6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.2.1 频率特性的极坐标图
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6.2.1 频率特性的极坐标图
Im
n
0
Re
3 2 1
∠
(
1)
图6.3
图6.3 频率特性的极坐标图
频率特性的极坐标图
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(
1)
6.2.1 频率特性的极坐标图
6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.1.1
频率响应与频率特性 6.1.2 频率特性与传递函数的关系 6.1.3 频率特性的求法
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6.1 频率特性的基本概念
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6.1.1 频率响应与频率特性
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6.1.2 频率特性与传递函数的关系
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6.1.2 频率特性与传递函数的关系
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6.1.3 频率特性的求法
30 20
50
2
100
0
-10
5
10 (a)
(rad/s)
-40dB/dec
③
+45° 0° -45° -90° =①+②+③+④ -180° 10 50
① (rad/s) ④
② (b)
图6.18 例6.5系统的开环对数频率特性 图6.18 例6.5系统的开环对数频率特性
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90° 45° 0° 0.1ωT ωT ω
10ωT
图6.12 振荡环节Bode图
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图 6.11
一阶微分环节的 Bode 图
6.2.2 频率特性的对数坐标图
图 6.12 振荡环节 Bode 图 dB 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1 2 4
图6.7 积分环节的Bode图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
40 20 0 -20 0.1 1 10 100 1000
20dB/dec
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6.1.2 频率特性与传递函数的关系
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6.1.2 频率特性与传递函数的关系
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6.1.2 频率特性与传递函数的关系
第6章 频 率 特 性
(时间:3次课,6学时)
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第6章 频 率 特 性
前面我们介绍了用微分方程和传递函数描述系统的数学模型,运用拉氏变 换的方法可以求得系统的输出响应。但是对于复杂的系统,求解的计算工 作量大。而且当所求得的解不能满足技术要求时,不容易看出和决定应该 如何调整系统来获得期望结果。经过工程实践的探索,人们找到了既不必 求解微分方程就可预示出系统性能又能方便地指出应该如何调整系统来达 到性能指标的要求的方法。这就是经典控制理论中广为运用的频率响应法 和根轨迹法。本书只介绍频率响应法。 本章将首先阐明频率特性的基本概念及其与传递函数的关系。接着,分析 频率特性的图形表示,深入了解和切实掌握Bode图,是本章的重点。最后 讨论频域指标等其他有关问题。
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6.2.1 频率特性的极坐标图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
/dB ①
20lg
-20dB/dec
0
1/ ③
(rad/s)
-20dB/dec
1
②
-20dB/dec
④
-40dB/dec
0° -90° -180°
① ② ③ ④
(rad/s)
图6.16 例6.3所示系统的Bode图 图6.16 例6.3所示系统的Bode图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.3.1 最小相位传递函数与最小相位系统
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6.3.1 最小相位传递函数与最小相位系统
Im [s] Im [s] Im [s]
e
e
e
- 1
1
- 1
2
0
- 1
2
0
1
1
- 1
1
0
1
2
(a)
(b)
(c)
图6.19 最小相位系统和非最小相位系统零极点分布 图6.19 最小相位系统和非最小相位系统零极点分布
有时会遇到这样的情况,两个系统的幅频特性完全相同,而 相频特性却相异。为了说明幅频特性和相频特性的关系,本 节将阐明最小相位系统和非最小相位系统的概念。
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6.3.1 最小相位传递函数与最小相位系统
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第6章 频 率 特 性
6.1 6.2 6.3 6.4
频率特性的基本概念 频率特性的图示方法 最小相位系统和非最小相位系统 系统的闭环频率特性
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6.1 频率特性的基本概念
6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
20
20lg
0 1 10 100
10° 0° 1 10 100
图6.6 比例环节的Bode图 图6.6 比例环节的Bode图
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6.2 频率特性的图示方法
由于频率特性G(jw)以及幅频特性和相频特 性都是频率的函数,因而可以用曲线表示它 们随频率变化的关系。常用的频率特性的图 示方法有极坐标图和对数坐标图。
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90° 0° 0.1 1 10 100 1000
图6.8 微分环节的Bode图 图6.8 微分环节的Bode图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
/dB
43.5 40 30 20 10 -20dB/dec
1
-40dB/dec
6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
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6.2.2 频率特性的对数坐标图
L
精确曲线 10 高频渐近线 0 -10 -20 渐近线 0.1ωT ωT 低频渐近线 10ωT ω 20dB/dec