第六章多变量控制系统资料

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控制系统仿真(sumulink)

控制系统仿真(sumulink)

第六章控制系统仿真控制系统仿真一般采用如下两种形式进行仿真分析:针对单输入—单输出系统的信号流图形式面向多输入—多输出系统的状态空间形式控制系统仿真的主要研究内容是通过系统的数学模型和计算方法,编写程序运算语句,使之能自动求解各环节变量的动态变化情况,从而得到关于系统输出和所需要的中间各变量的有关数据、曲线等,以实现对控制系统性能指标的分析与设计。

一般地来说,实现控制系统的仿真有以下几个步骤:1、根据建立的数字模型以及计算机精度和时间等要求,确定采用的数值计算方法;2、将数学模型按算法要求通过分解、综合、等效变换等方法转换成适于在计算机上运行的公式、方程等;3、用合适的开发语言进行算法编程和实现;4、通过上机运行调试,不断加以改进,使之正确反映系统各项动态性能指标,并得到理想的仿真结果。

围绕以上步骤,控制系统仿真近年来不断发展,不断更新,基于MATLAB语言开发的专门应用于控制系统分析与设计的工具箱,对控制系统仿真技术的发展及应用起到巨大的推动作用。

本章主要是围绕着控制系统仿真实现的问题,研究仿真的几种常用方法,主要包括:基于状态空间法的系统仿真、非线性系统的仿真以及离散系统的仿真,并重点阐述了Simulink动态仿真软件的操作与应用。

希望通过本章的学习使大家能够较系统地了解目前控制系统仿真领域的研究方法和实现手段,并从中掌握基本的系统仿真实现的技巧和能力。

6.1 状态空间法系统仿真控制系统的动态模型经常是转化成以状态方程的形式给出的,一般采用四阶龙格-库塔数值积分方程算法进行求解与分析仿真,这就是状态空间法仿真的基本方法。

一、四阶龙格-库塔(Runge-Kutta)法闭环控制系统最常见的两种描述方式为:传递函数法和状态空间法,而且这128两种方法之间可以相互转换。

如果系统是由传递函数来描述的,则应用??的转换方法,可以方便地将传递函数表达式转换成状态空间表达式。

已知系统的状态方程为:=+=Cxy Bu Ax x(6-1)其中A 、B 、C 为系统的系数矩阵,由式(6-1)可知系统为一阶微分方程组的矩阵表达式,因此采用四阶龙格-库塔法进行求解和仿真,其求解步骤和方法如下:1、由Bu Ax x+= ,可知Bu Ax x t f +=),(; 2、根据四阶龙格-库塔法的递推公式:++++=++=++=++==+)22(6),()2,2()2,2(),(43211n 3423121k k k k h x x hk x h t f k k h x h t f k k h x h t f k x t f k n n n n n n k n n (6-2)其中,k ,k ,k 为对应n 维状态空间变量的四组导数,每组为n 维列向量。

自动控制原理第六版

自动控制原理第六版

自动控制原理第六版简介《自动控制原理第六版》是由XXX编写的一本介绍自动控制原理的教材。

本书以系统理论和控制工程为基础,深入浅出地介绍了自动控制的基本原理和方法。

本文档将对本书的主要内容进行概述并提供一些学习上的建议。

内容概述该教材共分为X个章节,涵盖了自动控制原理的基本概念、数学模型、传递函数、稳定性分析、校正器设计、PID控制器等内容。

下面将对每个章节的主要内容进行简要介绍。

第一章:概述本章主要介绍了自动控制的概念、分类和应用领域。

首先阐述了自动控制的基本定义和目标,接着介绍了控制系统的分类和基本组成部分。

最后,给出了一些自动控制在实际应用中的例子,为后续章节的学习打下基础。

第二章:数学模型数学模型是自动控制的基础,本章主要介绍了常见的数学模型,包括微分方程模型和传递函数模型。

讲解了如何根据实际问题建立相应的数学模型,并介绍了数学模型的重要性和应用。

第三章:传递函数与频率特性传递函数是描述控制系统的重要工具,本章重点介绍了传递函数的定义、性质和应用。

同时,对控制系统的频率特性进行了深入讲解,包括Bode图、幅频特性、相频特性等。

第四章:稳定性分析稳定性是自动控制系统设计的核心目标,本章主要介绍了稳定性分析的基本概念、判据和方法。

详细讲解了如何通过根轨迹法和Nyquist准则来确定系统的稳定性,并给出了稳定性分析实例。

第五章:校正器设计校正器是控制系统中用于改善系统性能的重要工具,本章主要介绍了校正器的设计原理和方法。

阐述了比例校正器、积分校正器和微分校正器的作用和设计步骤,并给出了校正器设计的实际应用案例。

第六章:比例-积分-微分控制器比例-积分-微分(PID)控制器是自动控制中最常用的控制器之一,本章重点介绍了PID控制器的原理和调节。

详细讲解了PID控制器的参数调节方法和实际应用技巧,并给出了PID控制器的设计与调节案例。

其他章节除了以上主要章节外,本书还包括了一些关于先进控制方法(如模糊控制和自适应控制)和多变量控制的内容。

第六章 最优控制2012

第六章 最优控制2012

,使J 为极小。
一、性能指标及分类 性能指标函数(又称目标函数、性能泛函),最优控制
问题可归结为求性能指标的极值问题。按照实际控制性能 常见:
⑴ 最短时间问题:
拦截导弹最短时间控制
⑵ 最小消耗问题:控制量u(t)与燃料消耗量成正比
导弹最小燃料控制
(3) 线性调节器问题:考虑在平衡位置 x=0附近的状态调节
导弹稳定控制
在变分法中这类问题称为拉格朗日问题。它要求状态向 量及控制向量在整个动态过程中都满足性能要求。
⑵ 终值型性能指标:
卫星的指向控制
在变分法中称为迈耶尔问题。只要求状态在过程终端时 满足一定要求,而对状态及控制量在整个动态过程中的演变 不作要求。
⑶ 复合型性能指标:
卫星的指向和 稳定控制
的变分是指两个函数间的差
问题:何为两个函数的差?两个函数距离接近?
K阶近似度
定义:设 是线性赋范空间 上的连续泛函,其增量可表示为
其中,
是关于 的线性连续泛函,
是关于 的高
阶无穷小。则
称为泛函 的变分。
泛函的变分等于
3、泛函变分的规则 1) 2) 3) 4)
变分的导数等于导数的变分
4、泛函的极值
寻求在
上的最优控制

,以将系统状
态从
转移到 x(t f ) 或 x(t f ) 的一个集合,并使性能指标
最优。其中
是 x 、u 和t 的连续函数
最优控制问题就是求解一类带有约束条件的条件泛函极值问 题。
泛函与变分法
一、泛函与变分
1、泛函的基本定义: 对于某个函数集合 中的每一个函数 ,变量J 都有一个
在变分法中称为波尔札问题。它要求状态在过程终端 时满足一定要求,而且状态向量及控制向量在整个动态过 程中都应满足一定要求。

现代控制理论-第6章-多变量输出反馈控制和解耦控制

现代控制理论-第6章-多变量输出反馈控制和解耦控制

(6-78) (6-79)
其闭环特征多项式H2 s可由分块矩阵的行列式恒等关系
det
A11 A21
A12 A22
detA11
det
A22 A21A111A12
(6-80)
展开为
H2 s
det sI A1* C*
B*
q
k
sIq
det
sI A1*
det sIq C*
馈矩阵,将3p q 1个 闭环极点配置在规定位置。对于n 3p的
多变量系统,利用上述方法所设计的PID控制器能任意配置全
部n q个闭环极点;对于n 3p 的多变量系统,则有n 3p 1
个极点位于未加规定的位置,与设计中所取的Q、q 有关。实际
上通常是n
3p
1个小的数目,通过重复设计

Q
,从而重
式(6-87),即
kWi k1
k2
2 2
2k1
2k2
0
任取 k1 1,则k2 1,故k 1 1。闭环特征多项式由式(6-
85)给出为
H3
s
s
1
s6
2 1
p2 r2
s5
6
q2 1 r2
9r2
s4
12
9 p2 1
r2
r1
9r2
s3
5 p1 9 p2 9q2 2r1 2r2 s2 31 2 p1 2 p2 q1 9q2 s
例6-3 设能控能观测、循环的多变量受控对象动态方程为
0 1 0 0 0 0 1
0
0
1
0
0
0 0
x& 0 0 0 1 0 x 0 2 u
00Βιβλιοθήκη 0010 0

第六章9-27 系统评价的方法及其评价原则

第六章9-27 系统评价的方法及其评价原则

第六章第二节
一、有对照的临床试验研究的系统评价
7、分析数据和报告结果:
定性分析:采用描述的方法,将每个原始研究的特征按设计方 法、研究对象、干预措施、研究结果和研究质量等进行总结并 列成表格,了解纳入研究的情况和研究方法的严格性,对比不 同研究的差异,解释结果,判断是否可以对原始研究进行定量 合成。
主要步骤:
1、提出要解决的问题 :
系统评价的目的是为临床决策和制定卫生政策提供客观依 据,特别适用于根据临床研究的结果难以确定某些干预措施的 利弊关系,或者某些干预措施在临床应用中存在较大分歧的情 况。因此,题目来源于临床医疗实践的需要。
为了避免重复,在确定题目前要进行全面系统的检索,了解 这个问题的系统评价是否存在,如果有,质量如何,是否过时?
果同质性检验有显著差异,则应解释产生差异的原因,并考虑能否合并。
二、系统评价的结果是否重要
疗效如何,疗效是否精确
在合成结果时,不能通过简单地比较阳性结果和阴性结果的原始研究数量来确 定系统评价的结论,而应该根据原始研究的质量和样本量给予权重值,采用合理 的结果变量如OR、RR、均数差、NNT及可信区间等,选择适当的统计方法对原 始结果进行核查,计算相应的可信区间。
第六章第二节 二、其他类型的系统评价
(一)采用原始研究中的个体资料进行Meta 分析
优点:最大程度的减少偏倚和随机误差的影响。 缺点:个体资料需要从原始研究的研究人员那里获
得,花费更多时间、资源和技术。 方法基本相似。
第六章第二节 二、其他类型的系统评价
(二)前瞻性Meta分析(PMA)
二、叙述性文学综述与系统评价的区别与联系
特征
叙述性文献综述
系统评价
共同点:都是对临床研究文献的分析和总结

线性多变量系统线性系统理论完整

线性多变量系统线性系统理论完整

x(t)
x2
(t)
x
n
(t
)
状态空间 状态空间定义为状态向量(取值)的一个集合,状态空间的维数等同 于状态的维数
几点解释 (1)状态变量组对系统行为的完全表征性
只要给定初始时刻 t0 的任意初始状态变量组 x1(t0 ), x2 t0 , , xn (t0 )
和t≥t0 各时刻的任意输入变量组 u1 (t),u2 t , , u p (t)
代数理论 把系统各组变量间的关系看作为是某些代数结构之间的 映射关系,从而可以实现对线性系统描述和分析的完全的 形式化和抽象化,使之转化为纯粹的一些抽象代数问题
多变量频域方法
一是频域方法
二是多项式矩阵方法
1/2,4/5
1.3 本书的论述范围
1:状态空间法 2:多项式矩阵法
2/2,5/5
第一部分: 线性系统时间域理论
(2)系统的内部描述
状态空间描述是系统内部描述的基本形式,需要由两个数学方程表征,—— 状态方 程和输出方程
(3)外部描述和内部描述的比较 一般的说外部描述只是对系统的一种不完全描述,不能反映黑箱内部结构的不
能控或不能观测的部分. 内部描述则是系统的一种完全的描述,能够完全反映系统的所有动力学特性.
R1iL
R1C
duc dt
L diL dt
L diL dt
0 e
e(t)
L
iL Uc R2 U R2
uc
iL
(R1
1
R2 R1
)C
L(R1 R2 )
(
R1
R1 R2 R1R2
)C
uc
iL
(
R1
1
R2 R2

第六章 多组分系统的相平衡

第六章 多组分系统的相平衡

多相多组分系统中 各相的相应的热力学方程
第一相
第二相
G 1 i1ni1 G 2 i2 ni2
i 1

r
i 1 r
第 相
G i ni
i 1
r
多相多组分系统的热力学方程
G G 1 G 2 G i1ni1 i2 ni2 i ni
复相系统的定义



定义:强度状态不同的部分所组成的系统称为 非均相系统或多相系统,也称为复相系统。 在纯物质的多相系统中,处于各相平衡的中各 个相,具有相同的压力和温度。例如:湿饱和 蒸汽(饱和水和干饱和蒸汽)为多(二)相系 统。在该系统中,饱和水与干饱和蒸汽具有相 同的压力和温度。 对于多组分系统的多相系统,当系统处于平衡 状态时,除各相具有相同的压力和温度外,还 应具有什么样的条件呢?
r 1 2
相律


通过前面的讨论已经知道,在这样的系统中,这 些独立变量之间具有一定的关系,其关系就由相 平衡方程确定。对于该系统相平衡方程共有 r 1 定义:独立变量数-独立方程数=独立强度变量数 独立强度变量数也称为相平衡自由度,简称自由 度,用 f 表示,即
f r 1 2 r 1 r 2
i 1
r
多相多组分系统自由焓变化
dG dG1 dG2 dG S 1 S 2 S dT V 1 V 2 V dp i dni i dni i dni
说明,有两个强度变量,即温度、压力、浓度三 者中有任意两个是可以自由变化。
f 0, r 2 2 2 4

化工过程控制(化学工程与工艺专业)

化工过程控制(化学工程与工艺专业)

化工过程控制(化学工程与工艺专业)(Process Control of Chemical Engineering)目的和要求本课程系统阐述化工过程控制的基本理论和仪表及计算机及网络控制技术,并介绍目前在化工过程中行之有效的各种复杂控制系统和先进控制系统,同时介绍针对各类复杂的化工过程,如时延,时变,多变量等过程的解决方案。

重点不在控制系统的设计,而着眼于各类控制系统设计思路和特点及其要解决的问题。

配套的过程控制仿真实验课件涵盖全部教学内容,通过多媒体演示和网络交互虚拟实验,系统的介绍过程控制理论和实施问题,培养学生分析与解决实际应用问题的能力。

为适应过程控制的发展需求,提高我国的过程控制系统的实施水平,教学内容将大大加强,即不是仅学点仪表自动化知识,而是系统的学习控制论的基本思想和分析方法以及过程控制的基本概念。

要求学生了解各种典型工业过程特性及相应的控制策略,并亲自动手进行仿真实验,学习过程控制系统实施方法,着重实际问题的解决,培养即懂工艺,又懂工业控制的边缘人才。

基本内容及学时分配该课程总学时为54学时,具体内容及学时分配如下:主体内容(54学时)第一章:绪论――过程控制系统概述(2学时)介绍过程控制要求,主要性能指标和过程控制系统的基本组成。

并介绍过程控制系统的发展趋势。

第二章:过程数学描述和基本分析方法(8学时)鉴于工艺类学生缺乏控制理论基础,本章将集中介绍控制理论的基本知识,包括过程频域模型(传递函数)和时域模型(状态空间方程),离散模型及脉冲响应,模型之间的关系和转换,过程模型求解、控制系统稳定性、可控性和可观性理论。

第三章:过程信息检测及处理(6学时)本章将简要介绍工业过程中主要操作变量,如温度、压力、流量、液位的测量方法。

及测量信号的滤波处理。

第四章:过程控制系统的硬件实现(4学时)本章简要介绍各类硬件系统,包括仪表系统,DDC控制,DCS系统和现场总线系统。

第五章:典型过程控制(14学时)本章为课程重点。

《机械工程控制基础》课后答案

《机械工程控制基础》课后答案

目录第一章自动控制系统的基本原理第一节控制系统的工作原理和基本要求第二节控制系统的基本类型第三节典型控制信号第四节控制理论的内容和方法第二章控制系统的数学模型第一节机械系统的数学模型第二节液压系统的数学模型第三节电气系统的数学模型第四节线性控制系统的卷积关系式第三章拉氏变换第一节傅氏变换第二节拉普拉斯变换第三节拉普拉斯变换的基本定理第四节拉普拉斯逆变换第四章传递函数第一节传递函数的概念与性质第二节线性控制系统的典型环节第三节系统框图及其运算第四节多变量系统的传递函数第五章时间响应分析第一节概述第二节单位脉冲输入的时间响应第三节单位阶跃输入的时间响应第四节高阶系统时间响应第六章频率响应分析第一节谐和输入系统的定态响应第二节频率特性极坐标图第三节频率特性的对数坐标图第四节由频率特性的实验曲线求系统传递函数第七章控制系统的稳定性第一节稳定性概念第二节劳斯判据第三节乃奎斯特判据第四节对数坐标图的稳定性判据第八章控制系统的偏差第一节控制系统的偏差概念第二节输入引起的定态偏差第三节输入引起的动态偏差第九章控制系统的设计和校正第一节综述第二节希望对数幅频特性曲线的绘制第三节校正方法与校正环节第四节控制系统的增益调整第五节控制系统的串联校正第六节控制系统的局部反馈校正第七节控制系统的顺馈校正第一章自动控制系统的基本原理定义:在没有人的直接参与下,利用控制器使控制对象的某一物理量准确地按照预期的规律运行。

第一节控制系统的工作原理和基本要求一、控制系统举例与结构方框图例1.一个人工控制的恒温箱,希望的炉水温度为100C°,利用表示函数功能的方块、信号线,画出结构方块图。

图1人通过眼睛观察温度计来获得炉内实际温度,通过大脑分析、比较,利用手和锹上煤炭助燃。

比较图2例2.图示为液面高度控制系统原理图。

试画出控制系统方块图和相应的人工操纵的液面控制系统方块图。

解:浮子作为液面高度的反馈物,自动控制器通过比较实际的液面高度与希望的液面高度,调解气动阀门的开合度,对误差进行修正,可保持液面高度稳定。

质量管理中的六西格玛工具与方法

质量管理中的六西格玛工具与方法

质量管理中的六西格玛工具与方法第一章介绍质量管理是现代企业管理不可或缺的一部分,而六西格玛是优秀企业对于质量管理的重要手段之一。

本文将详细介绍六西格玛工具与方法在质量管理中的应用,以及六西格玛如何持续提升企业的质量水平。

第二章 DMAIC工具DMAIC是六西格玛应用最广泛的工具,在质量管理中具有十分重要的作用。

DMAIC指的是:定义(Define)、衡量(Measure)、分析(Analyze)、改进(Improve)和控制(Control)这五个步骤。

DMAIC工具的使用,使质量管理更加具体化、科学化,可以使企业达到更高的质量水平。

第三章多变量分析工具多变量分析工具是六西格玛中的一项非常重要的技术。

多变量分析技术主要涉及到多个品质特性的分析。

企业可以根据多变量分析工具的结果,有针对性地制定有关品质改进的计划,提高质量水平。

此外,多变量分析工具还可以帮助企业确定生产过程中哪些因素是对最终结果产生影响的主要来源,从而改进这些因素,提升品质。

第四章测量系统分析工具测量系统分析工具是六西格玛的一个重要组成部分,旨在评估质量管理过程中使用的测量系统是否有效。

测量系统分析工具可以帮助企业确定测量系统的准确性、重复性、可靠性和稳定性等特征,进而提升测量系统的质量,降低误差,提高质量水平。

第五章柏拉图图柏拉图图是六西格玛中的一种工具,它可以以图表的形式展示出问题的发生频率和问题的重要性,对于管理者来说是一个非常好的决策工具,可以帮助企业合理地安排资源,同时更加深入地了解问题所在,从而为问题的解决提供有力帮助。

第六章特性板块分析法特性板块分析法是六西格玛中的一种非常有效的数据分析工具,它通过对过程产生的向量图案进行分析,找出造成问题的根本原因,从而采取相应的改进措施,提高质量水平。

与其他数据分析方法相比,特性板块分析法具有更高的准确性和实用性。

第七章总结通过本文的介绍,可以看出六西格玛工具与方法在质量管理中的应用非常广泛,不仅可以帮助企业提高质量水平,而且也可以提高企业的管理效率和经济效益。

艾默生Deltav学习学习资料

艾默生Deltav学习学习资料

第一章Deltav概述本章主要介绍以下内容: Deltav系统架构, Deltav组态软件, Deltav系统容量,PlantWeb.1. Deltav系统架构主要有以下三部分:工作站,交换机和控制器三部分,复杂的Deltav 里就是一个系统里有多个工作站,交换机和交换机.一个Deltav控制网络最多可以带120个节点或者100个控制器或者65个工作站. Deltav I/O 接口有2宽电源/控制器底板和8宽I/O接口底板。

下面是I/O卡件的接线端子。

2.DeltavI/O卡件类型:DI卡, DO卡, AI卡, AOI卡,这里卡的类型基本都是按照通道的数量来分的,有的也是按照通道是否可以单独定义分的.3. Deltav系统的电源输入是24VDC或12VDC.电源卡件给控制器提供5VDC,为I/O卡件提供的是12VDC.4. Deltav系统容量:最多120个节点,最多65台任何类型的工作站,1台主工程师站,最多10台工程师站,最多59台操作站,最多20台应用站,每台主工程师站或操作站最多支持15台远程客户机,最多100个单独/冗余控制器,30000DST,最多25000SCADA位号,每个MX控制器最多支持1500个DSTs.每个MD Plus控制器最多支持750个DSTs,15000个高级单元管理DSTs.5. DST设备标签授权:接线到端子板的每个仪表需要一个DST.它的级别由高到低为:AO-AI-DO-DI.高级别的可以替换低级别的.6. Deltav组态软件: Deltav Control Studio, Exploring Deltav, Deltav Operate(Configure)和Deltav Operate(RUN)和诊断的软件等几种常用的组态软件.7.对于控制器的识别:我们在 Exploring Deltav软件中在Physicao Network s这个选项,右击属性,我们可以看到有个Flash lights选项,我们在这个选项前面选中,对于的控制器灯就会1s的间隔闪烁,我们要是选中Stop flashing的话,对应的控制器等就会停止闪烁,这样我们就可以找到这个系统对应的控制器了.8.接下来我们还是在Exploring Deltav软件中在Physicao Network中找到Decommissioned Nodes这个选项下投用控制器,还可以在控制器的属性里设置冷启动时间.第二章仿真练习1.在Exploring Deltav界面下,在Control Strategies树形图下,给已有厂区进行重命名和新建一个厂区.按照s88协议一个厂区总共5层,但是我们实际的工作中除了是batch项目外,我们都只有两层:Area和Control Module。

第六章 控制系统参数优化及仿真

第六章 控制系统参数优化及仿真
例如,图6.1.1所示的控制系统,在某个给定函数的
作作用为下指, 标测 函量 数给 ,定要求与调输整出控量制器y之的间参的数偏,差使E得,该用指标0tf e2dt
函数达到最小。
图6.1.1 控制器参数的调整
6.1 参数优化与函数优化
假定控制器有N个可调整参数1,2 ,,3,显然上述 指标是这些参数的函数,即

L L 2L ,
2 1 0
因此可以得到:
=
1 2
5
取正值 =0.6180339
(6.2.3)
这样,若计算分割后的函数值,则由计算两个点的函数 值变为计算一个点的函数值,在一定分割次数内,减少 了计算函数的次数。这种分割方法称为黄金分割法。
6.2 单变量寻优技术
其中 x为 n 维状态向量; 为m 维被寻优参数的向
量;f 为 n 维系统运动方程结构向量。要求在满足
下列条件下:
6.1 参数优化与函数优化
不等式限制
H ( ) 0
q维
等式限制
G( ) 0
p维
等式终端限制 S(,t f ) 0 维(是终端时间)
找到一组参数 *,
三、参数优化方法
系统的参数优化问题求解方法,按其求解方式可 分为两类:间接寻优和直接寻优。
(1) 间接寻优 间接寻优就是把一个优化问题用数学方程描述出
来,然后按照优化的充分必要条件用数学分析的方 法求出解析解,故又称其为解析法。
6.1 参数优化与函数优化
数学中的变分法,拉格朗日乘子法和最大值原理, 动态规划等都是解析法,所以也都是间接寻优法。
使指标函数
Q() Q( *) min
(2) 函数优化

第六章计算机控制系统

第六章计算机控制系统

⊥ a2
an ⊥
Uo
+
倒R-2R型
早期的D/A集成芯片
只具有从数字量 到模拟电流输出量转 换的功能。
使用时必须在外 电路中加数字输入锁 存器(I/O或扩展I/O 口、参考电压源以及 输出电压转换电路
中期的D/A集成芯片 近期的D/A集成芯片
增加了一些与 计算机接口相关的 电路及引脚,具有 数字输入所存功能 电路,能和CPU数 据总线直接相连。
脉冲个数的检测 脉冲频率与周期的检测 脉冲宽度的检测
测频法原理
(a)
(b)
(c)
被测信号fx
脉冲形 成电路
脉冲信号
闸门
(e)
T
fx
N T
门控 电路
(d)
时基信号 发生器
测周法原理
计数器 振荡器
脉冲 形成电路
闸门
被测信号fx
脉冲
形成电路
门控 电路
计数器
6.4.4 计算机测试系统的设计
主机选型
设计任务 输入通道结构

电信号经过处理并转换成计算机能
工 业
。 。
道 开 关
识别的数字量,输入计算机中。
对 象
计算机将采集来的数字量根据
需要进行不同的判识、预算,得出
所需要的结果。
A/D
显示


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报警


直接数字控制系统
分时地对被控对象的状态参数进行测试,根据测试的结果与给定值
的差值,按照预先制定的控制算法进行数学分析、运算后,控制量输出
企业级经营管理计算机
到其他工厂的生 产数据运输指令
工业级集中监督计算机

stata学习资料-第六章

stata学习资料-第六章

6.1问题:假如我们有一个截面数据,内容是一些病人在一些诊所就诊的记录,比如病人信息和诊所ID。

我们还有一个表,内容是每个诊所对应的地区编号。

我们怎么把表二中的地区编号和表一中的每个诊所联系起来,或者说如何将两张表整合到一起?比较二的方法:用if条件筛选,逐个代换。

P118有介绍核心知识点:merge命令的使用主键一对多情况下的数据整合其中作为主键的clinicid 在表一中并不是唯一确定的观测值不能简单的1:1匹配合并这时就需要用到1:m或m:1use 表一merge m:1 主键using 表二(此处为m:1是因为表一中clinicid有重复)结果为:备注:关于新版和旧版命令的区别:一是语法区别,旧版是merge 主键using 表二, uniqusing. 其中uniqusing是用来确定唯一观测值的,新版省掉了。

二是新版不用先对主键排序才能合并,而旧版命令必须排序。

m:m即表一和表二中主键clinicid都不唯一。

语法为merge m:m 主键using 表二6.2问题:很多数据源提供的数据适用于展示但不适用于分析处理,如何将其转换成我们所需要的形式核心知识点: reshape命令的使用reshape 命令是stata提供的重要的数据管理工具之一。

如果我们想要调整你现有数据的结构,就要熟悉reshape的两个功能:一是变宽,一是变长。

具体讲,可能是把某种数据变成时序数据、或者是把时序数据变成某种数据。

有时候问题比较麻烦,我们需要对数据进行两次reshape,才能调整到我们想要的结果。

举例:将表一变成表二形式表一有四个变量,分别是country,tradeflow, Yr1990, Yr1991.其中tradeflow是作为一个变量主体,分为imports和exports,而1990和1991的贸易流是作为两个并列的变量主体。

我们要把它转成面板数据,分两步。

第一是Yr1990和Yr1991改成时间序列,tradeflow暂时不变。

第六章 控制系统的误差分析和计算

第六章 控制系统的误差分析和计算
设G1(s)=1,系统是一阶的,因此稳定.图6-9中,R是电动机电枢电阻,CM为力矩系 数,N是扰动力矩,干扰作用为一个常值阶跃干扰,故稳态偏差为
- K2Kc
ssls i0m s1TKM 1sK2K 1c
NR K2Kc NR CMs 1K1K2Kc CM
TMs1
则稳态误差为 essKscs1KK 1K 22Kc C NMR

es
s1
lims 1 s0 1K1
K2 s
10 s
- K2
再求干扰引起的稳态误差
ess2
lims s
s0
1K1
K2 s
1 1 s K1
所以,总误差为
11 esses1ses2 s0-K1K1
例6-4 某直流伺服电动机调速系统如图6-9所示,试求扰动力矩N(s)引起的稳态误 差.
解:首先应选择合适的G1(s)使系统稳定.Kc是测速负反馈系数,这是一个非单位反 馈的控制系统,先求扰动作用下的稳态偏差,再求稳态误差ess.
控制系统的方块图如图6-1所示.实线部分与实际系统有对应关系, 而虚线部分则是为了说明概念额外画出的.
控制系统的误差信号的象函数是 E ( s ) s X is X o s (6-1)

偏差信号的象函数是 (s) X is Y s (6-2)
考虑Xi(s)与Y(s)近似相等,且Y(s)=H(s)Xo(s),得
对于一个实际的控制系统,由于系统的结构、输入作用的类型 (给定量或扰动量)、输入函数的形式(阶跃、斜坡或抛物线)不同, 控制系统的稳态输出不可能在任何情况下都与输入量一致或相当, 也不可能在任何形式的扰动作用下都能准确地恢复到原平衡位置. 这类由于系统结构、输入作用形式和类型所产生的稳态误差称为 原理性稳态误差.
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第六章 多变量 控制系统
1、相对增益的概念和性质 2、解耦方法 3、解耦网络的数学模型
多变量控制系统 系统有一对以上的被控量和操作量,并且 这些变量之间相互关联。
第一节 耦合与解耦
耦合 几个控制系统之间的相互关联、相互影响。
例1、管道压力和流量控制系统
pC
FC

p
q2
例2、化工厂分离器的压力和液位控制系统
q2
q
1 x q
x qA
qc
qA
qA q
qc
1 q
1 x
11
q 1q
1 x
由相对增益性质
1 x x
x
1
x
只需测出qA和q即可算出矩阵(
x qA q)。
四、相对增益的应用
例3、在上述搅拌系统中,若工艺要求 x = 20%,则
qA qB
1
x
x
x 1
x
x q
0.8 0.2
根据性质1,得稳态相对增益矩阵:
1
11 11
1 11
11
其中,
11
k11k22 k11k22 k12k21
2、某通道相对增益 ≈1时,比如 0.8 ij 1.2 , 其余通道对该通道影响很小, 不必解耦。
例、2×2系统
_ R1
R2 _
Wc1
① Q1
W11 W21
C11
C1
C12
输出流量 q= qA+ qB 和成分 x= qA / q。求图 示混合搅拌系统的Λ矩阵


qA
搅 拌

qB
x、q
qA
x = qA / q
qB
q = qA+qB
混合搅拌器
其中,
11
x qA qB c x qA qc
x
qA qB c
qA
qA
qA
qB
x
1 qA
qA qB qA q
Ip0 _
pC
p
qp
气相

进料 离
Ih0
器 h_
LC
qh 液相
_

p0
qp Wc1
W11
p
h0 _
Wc2
qh
W12
W21
W22
h

图中:
P W11Qp W12Qh
H W21Qp W22Qh
元素下标:第二个表示输入,第一个表示输 出。
矩阵形式
P H
W11 W21
W12 Qp
同样可以推出
22 11,
12
21
k12k21 k11k22 k12k21
于是,相对增益矩阵为:
q1
c1 c2
11 21
q2
12
22
11的数值表示c1 与q1的关联程度, 12 的数值表示c1 与q2 的关联程度等。
二、相对增益的性质
1、Λ矩阵中每行(列)元素之和为1。
例如,
11
0.8时,
例如2×2系统,λ11= 0,即 k11 = k22 = 0 (由性质1),q1 对 c1; q2 对 c2 无控制作 用。
4、Λ矩阵中,当相对增益在 0.3~0.7 之间 或大于1.5 时,回路间耦合严重,必须解耦。
三、相对增益的求取方法
由系统输出量的测量值确定相对增益的方法。
例2、qA、qB 经搅拌均匀后输出,要求控制
W22
Qh
式中,WW1211
W12
W22
对象的传递函数矩阵,记作
Wo W12 W21 0 时,两回路无耦合,此时 P W11Qp ,
H W22Qh; W12 0, W21 0时,两回路耦合。
耦合的影响 严重时,破坏系统性能,使其无法正常运 行;甚至引发生产事故,危及设备和人身 安全。
Wc2
Q2 ②
W12 W22
C21
C22
C2
11
k11k22 k11k22 k12k21
k12、k21 都很小时,λ11 略大于 1,回路 1、2 间的耦合很弱; k12= k21= 0 时,λ11=1,两回路彼此独立。
3、某通道相对增益 ≈ 0,该通道操作量对 被控量无影响或影响甚微,不能选择此变 量配对。
0.8 0.2
0.2 0.8

11
1.2时,
1.2 0.2
0.2
1.2
对2×2矩阵,设
Wo
(s)
k11W11 (s) k21W21 ( s)
k12W12 (s)
k22W22
(s)
其中 kij 是相应位置上的传递函数的系数。
于是,稳态时,
Wo
(s)
k11 k21
k12
k22
C1
W11
W11W22 W12W21 W11W22
Q1

W11
W11W22 W12W21 W11W22
C1
Q1

②式的稳态值叫做回路2闭环时,从 q1 到 c1 的开环增益。
相对增益
某回路通道 q j→c i ,在其它回路均开环时 的增益与该通道在其它回路均闭环时的增
益比。
其它回路开环
0.2
0.8
qA x qB q
由性质(2),选择 qA 控制 x,qB 控制 q。
若工艺要求 x = 80%,则
qA qB
x q
0.2 0.8
0.8
0.2
qB x qA q
应选择 qB 控制 x,qA 控制 q。
ij
(ci (ci
q j )qconstant q j )cconstant
其它回路闭环
例1、2×2系统
c1 c2
k11 k21
k12 q1
k22
q2
求相对增益 11, 12 , 21, 22 。
解:
cc21
k11q1 k21q1
k12q2 k22q2
11
c1 q1 q2 c c1 q1 c2 c
解耦 设计解耦网络,抵消或削弱对象间的耦合, 使各系统能够独立工作。
第二节 相对增益
一、相对增益的定义 耦合(强弱)的程度和性质用相对增益表 示。 以2×2系统为例,若两回路间无耦合, 一个回路开环或闭环,对另一系统无影响; 若两回路间存在耦合,情况将不同。
_ R1
R2 _
① Q1
Wc1
W11 W21
其中,c1
q1
k q2 c
11

c1
k11q1
k12
c2
k21q1 k22
① ② 回路2开环, q2保持不变
回路2闭环, c2保持不变
c1
q1
c2 c
k11
k12
c2
k21q1 k22
k11
k12k21 k22
11
k11
k11
k12k21 k22
k11k22 k11k22 k12k21
C11
C1
C12
Wc2
Q2 ②
W12 W22
C21
C22
C2
回路2开环时, 控制器2不操作 q2, q2 保 持恒定。这时,只有 q1 对 c1 起作用,即 C1=W11Q1。
W11=C1 / Q1Fra bibliotek①W11 的稳态值叫做回路2开环时,从 q1 到 c1 的开环增益。
回路2闭环时,为使 c2 恒定,在 Wc2调整 下,q2 不断变化。此时,除 q1 对 c1 的作 用外,还有 q2 对 c1 作用,并且
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