控制系统的结构分解.

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《自动控制原理》线性定常系统的线性变换及结构分解 (2)

y = 0
2
1
xc x
c
3．系统按可观测性得结构分解
系统按可观测性结构分解的所有结论，都对偶于系统按可控性
结构分解的结果。设不可观测系统的动态方程为
•
x = Ax + Bu, y = Cx
（9－201）
其中，x为n维状态向量；u为p维输入向量；y为q维输出向量。系统
得可观测性矩阵为
C
V
=
CA
xcTo
xT co
xT co
xT co
，相应地使原动态方程中的A, B,C 矩阵变换成某种标
准构造的形式。
结构分解的过程或方法可先从整个系统的可控性分解开始，将可控
与不可控的状态变量分离开，继而分别对可控和不可控子系统进行
可观测性分解，便可以分离出四类状态变量及四类子系统。当然，
结构分解的过程也可以从系统的可观测性分解开始。下面着重介绍
整个系统的输出响应
y(t)
均与不可控子系统的状态
x c
有关。
3)由于选取非奇异变换阵 P−1 的列向量s1, s2 ,, sr 及sr+1,, sn的非惟一性，虽然系统可控性规范分解的形式不变，但诸系数阵不相同，故可控性规范分解不是惟一的。设一个可控性规范分解系统为（ A, B,C ），（书Ver6没有）
xco
可控
可观
x
co 可控不可观
x co
不可控
可观
x co
不可控
不可观
由对应状态变量构成的子空间也分为四类，因而系统也对应分成了四
类子系统，称为系统的结构分解，也有的参考文献称此为系统的规范分解。
研究结构分解可以更明显地揭示系统的内部结构特性和传递特性。

自动控制原理控制系统的结构图

比较点后移
R(s)
G(s)
比较点前移
＋
Q(s)
C(s)
R(s)
＋
C(s) G(s)
比较点后移
Q(s)
R(s)
＋
C(s) G(s)
Q(s)
C(s) R(s)G(s) Q(s)
[R(s) Q(s) ]G(s) G(s)
R(s)
C(s) G(s)
＋
Q(s)
G(s)
C(s) [R(s) Q(s)]G(s)
R(s)G(s) Q(s)G(1s6 )
（5）引出点旳移动（前移、后移）
引出点前移
R(s)
G(s)
分支点（引出点）前移
C(s) C(s)
引出点后移
R(s)
G(s)
R(s)
分支点（引出点）后移
R(s)
G(s)
C(s)
G(s)
C(s)
C(s) R(s)G(s)
G(s) R(s)
C(s) R(s)
将 C(s) E(s)G(s) 代入上式，消去G(s)即得：
E(s) R(s)
1
H
1 (s)G(s)
1
1 开环传递函数
31
N(s)
+ E(s)
++
C(s)
R(s)
G1(s)
G2 (s)
-
B(s)
H(s)
（1）
打开反馈
C(s) R(s)
1
G(s) H (s)G(s)
前向通路传递函数 1 开环传递函数
注意：进行相加减旳量，必须具有相同旳量纲。
X1 +
+
X1+X2 R1(s)

DCS的体系结构及构成

电气监控系统
• FSSS furnace safeguard supervisory system 炉膛安全监控系统
• BMS burner management system 燃烧器管理系统
• SOE sequence of event recorder 事件顺序记录仪
• MFT main fuel trip
4、热控常用术语缩写:
• DCS distributed control system
分散控制系统
• DAS data acquisition system
数据采集系统
• SCS sequence control system
顺序控制系统
• ECS electrical control system
工业总线I/OBus 10Mb/s Modbus+
现场总线F-Net 1Mb—10Mb/s IEC802.3u，第三方协议
信息管理级
中央监控级
过程控制级现场设备级传感器，执行器级
2.2 过程控制级过程控制级主要由现场控制站DPU（Distributed Control Unit）和I/O数
据采集站构成。一般在电厂中，把现场控制站和数据采集站集中安装在位于主控室后的电子设备室中。
•
逻辑加法器
•
High/Low Limiter
•
高/低限幅
•
Time Function Generator
•
时间函数发生器
•
High Selector
•
高选
•
Low Selector
•
低选
•
High Signal Limiter
•

DCS控制系统的级成结构

DCS 控制系统的级成结构摘要: 从DCS 控制系统的级成结构看可以分为三大部分：带I/O 部件的控制器、通讯网络和人机接口(HSI)。

控制器I/O 部件直接与生产过程相连，接收现场设备送来的信号；人机接口是操作人员与DCS 相互交换信息的设备；通讯网络将控制器和人机接口联...从dcs 控制系统的级成结构看可以分为三大部分：带I/O 部件的控制器、通讯网络和人机接口(HSI)。

控制器I/O 部件直接与生产过程相连，接收现场设备送来的信号；人机接口是操作人员与DCS 相互交换信息的设备；通讯网络将控制器和人机接口联系起来，形成一个有机的整体。

早期的DCS 系统的通讯网络都是专用的，DCS 有几级网络，完成不同模件之间的通讯。

从目前的情况来看，DCS 的最多网络级有四级，它们分别是I/O 总线、现场总线、控制总线和DCS 网络。

I/O 总线，它把多种I/O 信号送到控制器，由控制器读取I/O 信号。

这称为I/O 总线。

I/O 板相互之间并不交换数据。

I/O 总线的速率是不高的。

从几十K 到几兆不等。

这与计算机技术的发展情况有关。

80 年代初是20K，80 年代中期是40K、80 年代末期是80K，90 年代是几兆。

为了快速，最好是并行总线。

采用并行总线，其I/O 模件必需与控制器模件相邻。

采用串行总线的情况下，I/O 板和控制器之间的距离也要比较近才行。

最好把控制器模件和I/O 模件装在一个机柜内或相邻的机柜内。

远程I/O 应该采用现场总线。

如CAN、LONWORKS、HART 总线等。

现场总线是90 年代初发展起来的。

在I/O 板中从硬件来说应该有能接收现场总线来的信号的输入、输出板。

从软件来说在控制器中应该有读取和写到现场总线信号的功能块。

在DCS 系统中，远程I/O 采用HART 总线比较多。

比如现场的变送器，离控制器机柜距璃比较远，把16 个变送器来的信号编成为一组，用HART 总线把信号送到控制器，空制器同时读进16 个变送器来的信号。

dcs的结构组成

dcs的结构组成【原创实用版】目录1.DCS 的定义与应用2.DCS 的结构组成3.DCS 的主要功能4.DCS 的发展趋势正文1.DCS 的定义与应用分布式控制系统（Distributed Control System，简称 DCS）是一种计算机控制系统，广泛应用于工业生产过程、设备运行管理等领域。

DCS 通过将控制功能分散到各个子系统，实现对整个工艺过程的集中监控、操作和管理。

相较于传统的集中式控制系统，DCS 具有更高的可靠性、实时性和灵活性。

2.DCS 的结构组成DCS 的结构组成主要包括以下几个方面：（1）管理层：管理层主要包括操作员站、工程师站和主管站。

操作员站负责实时监控生产过程，工程师站负责系统配置和维护，主管站则负责对整个系统的运行进行监督和管理。

（2）控制层：控制层主要包括各种控制模块、PID 控制器和逻辑控制器。

控制模块负责实现对现场设备的实时控制，PID 控制器负责对控制过程进行调节，逻辑控制器则负责实现各种复杂的控制逻辑。

（3）现场设备层：现场设备层主要包括各种传感器、执行器和现场总线设备。

传感器负责采集现场数据，执行器负责实现对设备的动作控制，现场总线设备则负责实现各个设备之间的数据通信。

3.DCS 的主要功能DCS 的主要功能包括：实时控制、过程监控、报警管理、数据记录、趋势分析、设备维护等。

通过这些功能，DCS 能够实现对整个生产过程的自动化管理，提高生产效率和产品质量。

4.DCS 的发展趋势随着科技的不断发展，DCS 也在不断地更新换代。

未来的 DCS 将更加智能化、网络化和一体化。

具体表现在以下几个方面：（1）智能化：未来的 DCS 将具备更强大的人工智能，能够自主学习和优化控制策略。

（2）网络化：DCS 将与企业内部的其他信息系统实现无缝集成，实现数据的共享和交流。

（3）一体化：DCS 将与生产设备的设计、制造和运行等环节实现紧密结合，形成一个完整的产业链。

自动控制原理控制系统的结构图

其他变化（比较点的移动、引出点的移动）以此三种基本形式的等效法则为基础。
12
（1）串联连接
R( s )
U (s) 1
G (s) 1
G (s) 2
C( s )
R(s)
C(s)
G(s)
（a）
（b）
特点：前一环节的输出量就是后一环节的输入量
U1(s) G1(s)R(s) C(s) G2 (s)U1(s) G2 (s)G1(s)R(s)
注意：进行相加减的量，必须具有相同的量纲。
X1 +
+
X1+X2 R1(s)
-
R1(s)R2(s)
X1
X2
R2(s)
X3
X1-X2 +X3 -
X2
4
(4) 引出点（分支点、测量点）表示信号测量或引出的位置
R(s)
G (s) 1
X(s)
G (s) 2
C(s)
X(s) 引出点示意图
注意：同一位置引出的信号大小和性质完全一样
G(s)
分支点（引出点）前移
C(s) C(s)
引出点后移
R(s)
G(s)
R(s)
分支点（引出点）后移
R(s)
G(s)
C(s)
G(s)
C(s)
C(s) R(s)G(s)
G(s) R(s)
C(s) R(s)
C(s) R(s)
G1(s)G2
(s)
G(s)
结论：
n
G(s) Gi (s) n为相串联的环节数 i 1
串联环节的等效传递函数等于所有传递函数的乘积
13
（2）并联连接
G1 (s)

ITCC系统,tricon控制系统硬件说明

Tricon控制系统硬件结构
1，概念：Tricon是一种可编程逻辑以及过程控制系统，具有高容错能力。

这里的容错能力是指系统自身发生错误，系统还能正常控制生产设备，从而不会引起因系统故障造成的停产。

2，系统结构：Tristation（安装在用户计算机上，通过网线与主机架相连）、主机架、扩展机架、模件（电源、处理器、IO模件以及通讯卡）、端子板、安全栅、继电器、端子排以及配电装置。

一个Tricon 系统最多可以有15个机架，其中1个是主机架。

Tricon系统硬件结构
3，卡件类型：系统主机架安装主处理器以及最多6个IO卡件，扩展机架最多可以安装8个IO卡件。

序号型号类型说明
135xx DI3510和3511卡件是PI卡
236xx DO
337xx AI3706和3708E是热电偶输入卡
438xx AO
583xx电源
63008处理器执行程序并对输入和输出进行表决
4，系统工作过程：Tricon系统出电源卡件是双重冗余外，其它所有卡件内部都是三重冗余的，每个IO卡件内部都有3个独立的分电路，对于输入卡件来说，每个分电路读取过程数据，并将数据传输给各自的处理器进行处理，三个独立处理器通过Tribus总线通讯，最后控制输出卡件，达到控制现场设备的目的。

同时，对于每一个IO卡件，都可以安装一个热备卡件，一旦正在工作的卡件故障，热备卡件可以立即工作，由于主卡件和热备卡件始终自行同步，所以热备卡件投运是无间歇的。

整车控制系统的结构组成和工作原理

整车控制系统是指对整车车辆动力、底盘、车身、安全等多个方面进行统一管理和控制的系统，它对车辆的性能、安全性、舒适性等方面都有着重要的影响。

整车控制系统的结构组成和工作原理是整车研发和制造的重要内容之一，下面将对整车控制系统的结构组成和工作原理进行详细的介绍。

一、整车控制系统的结构组成整车控制系统包括动力总成控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和安全控制系统四个方面。

1. 动力总成控制系统动力总成控制系统主要包括发动机控制系统、变速器控制系统和电子控制单元（ECU）。

发动机控制系统负责对发动机进行燃烧过程的控制和调整，以保证发动机的性能和经济性。

变速器控制系统则负责控制变速器的换挡过程，从而实现车辆的动力传递和速度调整。

ECU作为动力总成控制系统的核心，对发动机和变速器等多个部件进行统一管理和协调。

2. 底盘控制系统底盘控制系统主要包括悬挂系统、转向系统、制动系统和轮胎系统等。

悬挂系统负责对车辆的悬挂调整和减震控制，以保证车辆行驶时的稳定性和舒适性。

转向系统则负责实现车辆的转向控制，从而保证车辆的行驶轨迹和稳定性。

制动系统负责对车辆的制动力进行控制和调整，以保证车辆的制动安全性。

轮胎系统则负责监测和调整车辆轮胎的气压和磨损情况，以确保车辆的抓地性和操控性能。

3. 车身控制系统车身控制系统主要包括车身稳定控制系统、车身动力学控制系统和空调系统等。

车身稳定控制系统负责对车辆的侧倾和悬挂调整，以保证车辆在高速行驶和急转弯时的稳定性。

车身动力学控制系统则负责监测和调整车辆的加速、刹车和转向等动作，以保证车辆行驶时的平顺性和稳定性。

空调系统则负责对车辆的空调温度和通风进行控制和调整，以保证车内的舒适性和温度适宜。

4. 安全控制系统安全控制系统主要包括防抱死制动系统（ABS）、牵引力控制系统（TCS）、车辆稳定控制系统（VSC）和安全气囊系统等。

ABS系统负责对车辆制动时的制动力进行调整和控制，以避免车辆制动时的打滑和失控。

对称非线性控制系统的结构分解

对称非线性控制系统的结构分解
对称非线性控制系统的结构分解是一种对具有对称非线性行为的
控制系统进行建模和分析的方法。

它可以用来将复杂的系统行为拆分
成更容易理解的单一因素，从而有助于系统的设计和分析。

系统分解
的优点是，它可以帮助系统设计人员更好地理解系统特性，并以此来
改善系统性能。

对称非线性控制系统的结构分解能够有效地将系统内部工作原理
和行为进行分类、区分和限制，并提取所有可能涉及到的非线性，非
共轭等效电路行为，从而使系统分析和结果计算变得更加简单。

通过
系统分解，系统可以被分解为一系列相互独立的子系统，对每一个子
系统可以进行单独的分析和计算，从而减少了整体系统的计算复杂度。

使用对称非线性控制系统的结构分解，可以有效地把一个系统拆
分成一系列的小型子系统，从而实现对控制系统的更好控制。

这样做
的好处是可以明确地划分出各个部分的职责和功能，并且可以逐步改
进系统的性能。

此外，采用对称非线性控制系统结构分解可以帮助把不同的系统
行为分离开，并且利用不同的控制策略来解决特定的问题。

这一特性
有助于实现一种较为灵活而精确的控制技术。

对称非线性控制系统的结构分解能够有效地解决复杂的系统行为
和功能，并且能够显著地提高系统的性能。

它给系统设计者和分析者
提供了一种有效的方法，可以帮助人们更好地理解系统的特性，并有
效地解决问题。

自动控制原理控制系统的结构图

I1(s)
I2 (s)
CR1s
7
i2
C
i
i1 R1
ui
R2
uo
（3）
I(s) I1(s) I2 (s)
I2 (s)
I (s)
I1(s)
（4）U o (s) R2 I (s)
I (s)
Uo (s)
R2
8
（1）Ui (s)
（3）
- Uo(s)
I2 (s)
（2）
1
I1(s)
I1(s)
I2 (s)
－ Uo (s)
（d）
将图（b）和(c)组合起来即得到图(d)，图(d)为该一阶RC网络的方框图。
11
2.3.3 系统结构图的等效变换和简化
为了由系统的方框图方便地写出它的闭环传递函数，通常需要对方框图进行等效变换。
方框图的等效变换必须遵守一个原则，即：变换前后各变量之间的传递函数保持不变
在控制系统中，任何复杂系统的方框图都主要由串联、并联和反馈三种基本形式连接而成。
u
o
idt c
对其进行拉氏变换得：
I (s)
U
o
(s)
U
i (s)
I (s) sC
U R
o
(s)
(1) (2)
10
I (s)
U
o
(s)
U
i (s)
I (s) sC
U R
o
(s)
(1) (2)
Ui (s)
I(s)
（b）
Uo (s)
I(s)
（c）
Uo (s)
Ui (s)
I(s)
Uo (s)

计算机控制系统的典型结构

计算机控制系统的典型结构应用科技陌德水(龙煤控股公司七台河分公司，黑龙江七台河154600)，，一，j睛要】本文主要阐述了操作指导控制系统、直接数字控制系统、监督控制计算机系统、集散控制系统、现场总线控制系统、工业过程计，．7算机集成制造系统等问题。

：，联篷词】计算机；控制系统；典型结构，，j，，，，。

；，，÷：j7。

，一，州一，，一．|．，一，．：i，、。

，，。

!‘}4”^’工业控制计算机系统与所控制的生产过程的复杂程度密切有关，制结构的提出，用分散在不同地点的若干台微型计算机分担原先由一台不同的控制对象和不同的控制要求，有不同的控制方案。

不同的结构，中、小型计算机完成的控制与管理任务，并用数据通信技术把这些计算典型的结构有以下几种。

机互连，便构成网络式计算栅控制系统。

这种系统具有网络分布结构，1操作指导控制系统所以称为分散式(或分布式)控制系统(D i st r i but ed C ont r o l Sys 计算机按一定的算法，根据检测仪表测得的信号数据，由数据处t ern，D C S)，但在自动化行业中更多称其为集散控制系统，简称D C 理系统对生产过程的大量参数做巡回检测、处理、分析、记录以及参数S。

集散控制系统反映了分散式控制系统的重要特点：操作管理功能的的超限报警等。

通过对大量参数的积累和实时分析，可以达到对生产过集中和控制功能的分散。

程进行各种趋势分析，为操作人员提供参考，或者计算出可供操作人员5现场总线控制系统选择的最优操作条件及操作方案，操作人员则根据计算机输出的信息去集散控制系统的应用提高了工业企业的综合自动化水平。

然而，改变调节器的给定值或者直接操作执行机构。

这种系统也称为计算机数由于D C S采用了”操作站一控制站一现场仪表”的结构模式，系统造据采集与检测系统。

价较高。

D C S的另外—个弱点是各个自动化舣表公司生产的D C S有其2直接数字控制系统自己的标准，不能互连，设备互换性和互操作性较差。

现代控制理论 4-3 线性定常系统的结构分解

⎤ ⎥ ⎦
[ ] C = C1 C2
⎧x&
e⎨
c
⎩y1
= =
A11xc C1xc
+
A12xc
+
B1u
⎨⎧x& c ⎩y 2
= =
A 22 x c C2xc
a det(sI − A) = det(sI − A) = ( ) ( ) det sI − A11 ⋅det sI − A22
c可控子系统特征值 λ1,L,λr ：可控因子、可控振型
Bˆ
=
TB
=
⎢⎣⎡BBˆˆ 12
⎤ ⎥ ⎦
l行 n-l行
p列
a[ e] Cˆ = CT−1 = Cˆ 1 0 q行 l 列 n-l列
Aˆ , Bˆ 的特殊形式是由T-1 的结构决定的。
c⎪⎪⎨⎧⎢⎣⎡xx&& oo
⎤ ⎥ ⎦
=
⎢⎣⎡AAˆˆ 1211
[ ] tcy ⎪⎪⎩y = yˆ = Cˆ1
0 Aˆ 22
−1
⎤ ⎥ ⎥⎦
⋅
⎡ ⎢ ⎣
B1 0
⎤ ⎥ ⎦
可控子系统的传递函数矩阵
7
特点2
系统（u与y之间）的传递函数矩阵 G(s)等
e 于可控子系统的传递函数矩阵 G1(s)； a因而 G(s) 不能反映不可控子系统的特性。 c但是，不可控子系统仍影响到整个系统性能 tcy 和响应；所以，不可控子系统必须是稳定的。
1
ae 系统 c tcy 状态变量
可观可控
不可观
可控可观 xco 可控不可观 xco
不可控可观
不可控可观 xco
不可观不可控不可观 xco

控制系统的结构图

控制系统的结构图当建立了系统传递函数的概念之后，就可以将其与方块图结合起来，进一步描述系统的动态性能与数学结构，从而产生了控制系统的结构图。

一、结构图的概念控制系统的结构图是由具有一定函数关系的若干方框组成，按照系统中各环节之间的联系，将各方框连接起来，并标明信号传递方向的一种图形。

在结构图中，方框的一端为相应环节的输入信号，另一端为输出信号，信号传递方向用箭头表示，方框中的函数关系即为相应环节的传递函数。

结构图能简单明了地表达系统的组成、各环节的功能和信号的流向，它既是一种描述系统各元部件之间信号传递15uF 16V A关系的图形，也是系统数学模型结构的图解表示，更是求取复杂系统传递函数的有效工具。

二、结构图的组成控制系统的结构图一般由四种基本单元组成1．伯号线通常也称为结构图的四要素信号线是带有箭头的直线。

其中，箭头表示信号的流向，信号的时间函数或象函数(即拉氏变换)标记在直线夯，如图2．21(a)所示。

故，信号线标志系统的变量。

2．引出点引出点又称为分支点或测量点，它把信号分两路或多路输出，表示信号引出或测量的位置，如图2．21〔b)所示。

同一位置引出的信号大小和性质完全一样。

3．比较点比较点又称为综合点或相加点，是对两个或两个以上的信号进行加减(比较)的运算。

“十”表示相加，“一”表示相减，“十”号可省略不写，如图2．21(c)所示。

注意：进行相加减的量，必须具有相同的物理量纲。

4．方框方框表示元件TAJA156M016RNJ或环节输入量与输出量之间的函数关系函数，如图2．21(d)所示。

且有方框中写上元件或环节的传递2．4．3 结构图的绘制绘制结构图的一般步骤如下：(1)分别列写组成系统各元件的拉氏变换方程，在有些情况下，可先列写微分方程，再在零韧始条件下钽电容进行拉氏变换；(2)用构成结构图的基本要素表征每个方程，即画出相应的结构单元；(3)按照各元件的信号流向，将各结构单元首尾相连，并闭合图形．即可得到系统的结构图。

《自动控制原理》线性定常系统的线性变换及结构分解

1n−1
n−1 2
n−1 n
(9-170)
3)设A阵具有m重实数特征值1，其余为(n − m) 个互异实数特征
值，但在求解Api = 1 pi (i = 1,2,, m) 时仍有m个独立实特征向量P1, P2 ,, Pm ，
则仍可使A阵化为对角阵。（Ver6书没有）
P = p1 p2 pm pm+1 pn
系统。其动态方程分别为
•
S1 : x = Ax + Bu, y = Cx
(9—186)
•
S2 : z = AT z + C T v, w = BT z
(9—187)
其中，x，z均为n维状态向量；u.w 均为P 维向量；y, v 均为q维向量。
注意到系统与对偶系统之间，其输入、输出向量的维数是相交换的。
这表明变换前与变换后系统的传递矩阵完全相同，系统的传递矩阵对于非奇异线性变换具有不变性。
3．变换后系统可控性不变
变换后系统可控性矩阵的秩为
rankS ' = rank P −1B (P −1 AP)P −1B (P −1 AP)2 P −1B (P −1 AP)n−1 P −1B = rank P −1B P −1 AB P −1 A2 B P −1 An−1B = rankP−1 B AB A2 B An−1B = rank B AB A2 B An−1B = rankS
三．非奇异线性变换的不变特性从前面的研究中可以看到，为了便于研究系统固有特性，常常
需要引入非奇异线性变换，例如，将A阵对角化或约当化，需进行P 变换；将 A,b化为可控标准型，需进行 P−1 变换；将 A, c 化为可观测
标准型，需进行PT 变换。虽然这些变换中的p阵各不相同，但都是

消防报警及联动控制系统的功能、结构

消防报警及联动控制系统的功能、结构
消防报警及联动控制系统是一种用于监测和控制火灾情况的系统，它主要包括以下功能和结构：
功能：
1. 火灾监测：通过传感器和探测器监测火灾的存在，如烟雾、气体、温度等指标。

2. 报警通知：一旦系统检测到火灾，它会立即发出声音和光线等警报信号，通知人们火灾的发生。

3. 联动控制：系统可以通过自动或手动方式触发联动控制，如关闭电源、启动喷淋系统、开启通风设备等，以减轻火势的发展。

4. 火灾定位：系统可以通过探测器的信息确定火灾的位置，以便迅速采取相应的措施。

5. 信息传输：系统可以将火灾信息通过电话、短信、网络等方式传输给相关部门或人员，以便及时响应。

结构：
1. 控制中心：系统的核心部分，负责监控和控制火灾情况，接收和处理各种传感器的信号。

2. 传感器和探测器：用于监测火灾的存在，如烟雾传感器、温度传感器、气体探测器等。

3. 报警器：根据控制中心的指令，发出声音和光线等警报信号，提醒人们火灾的发生。

4. 联动设备：根据控制中心的指令，自动或手动触发联动控制设备，如电源开关、喷淋系统、通风设备等。

5. 信息传输设备：负责将火灾信息传输给相关部门或人员，如电话、短信、网络等。

消防报警及联动控制系统通过监测和控制火灾情况，及时报警并采取相应措施，以保障人员生命安全和减少火灾的损失。

典型数字化电机驱动控制系统的组成

典型数字化电机驱动控制系统的组成随着科学技术的不断发展，数字化电机驱动控制系统已经成为现代工业生产中不可或缺的一部分。

它通过数字化技术对电机的驱动和控制进行精准调节，提高了生产效率，降低了能耗，提升了生产质量。

本文将从硬件和软件两个方面，详细介绍典型数字化电机驱动控制系统的组成。

一、硬件部分1. 电机典型的电机驱动控制系统中使用的电机主要有直流电机和交流电机两种。

直流电机由于其稳态性好，起动、制动和调速性能优良，被广泛应用于各个领域。

而交流电机由于结构简单、易于维护和调试，成本较低，同样受到了广泛的关注。

2. 变频器变频器是数字化电机驱动控制系统的核心部件之一。

它主要由整流器、滤波器、逆变器、控制电路和继电器等组成。

变频器能够根据负载的要求，通过控制输出电压、频率和相数，实现对电机的精确驱动和控制，提高电机的效率和性能。

3. 传感器传感器是用来检测电机运行状态和环境参数的设备，是数字化电机驱动控制系统中不可或缺的部分。

常见的传感器包括温度传感器、速度传感器、压力传感器、湿度传感器等。

通过传感器采集到的数据，系统可以实时监测电机的运行情况，及时调整电机的驱动和控制参数。

4. 控制器控制器是数字化电机驱动控制系统的大脑，它通过对传感器采集到的数据进行分析和处理，生成相应的控制信号，控制电机的运行。

控制器通常由嵌入式系统、PLC（可编程逻辑控制器）、DSP（数字信号处理器）等组成，能够实现电机的高精度驱动和控制。

二、软件部分1. 控制算法控制算法是数字化电机驱动控制系统中的关键部分。

常见的控制算法包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。

控制算法能够根据电机的运行状态和负载的变化，智能调整电机的转速、扭矩和位置，保证电机的稳定运行和高效工作。

2. 监控软件监控软件是数字化电机驱动控制系统中的重要组成部分，它能够实时监测电机的运行参数、报警信息和故障诊断结果。

监控软件通过图形界面直观地显示电机的运行状况，方便操作人员进行远程监控和调整。

现代控制理论-第三章 4 规范分解

图 3-13 研究系统的结构分解，有助于深刻了解系统的结构持性，也有助于深入揭示状态空间描述和输入输出描述向的本质差别。对系统进行结构分解大致可以从两方面进行。一是通过线性非奇异变换把系统化成对角标准型或者约当标准型，然后按能控性判据和能观性判据判别各状态变量的能控性和能观性，最后按四种类型对系统进行结构分解。二是通过引入适当的线性非奇异变换，直接将系统分解成能控能观的显表达式。下面分别讨论。
解： 1. 给定的系统其动态方程已经是对角线标准型，状态变量已经解耦。 2. 根据能控性判据和能观性判据容易判定：这个系统是既不完全能控又不完全能观的。
3.
结构分解：因为状态变量已经解耦，不难看出，状态变量
⎡ ⎢ ⎣
x1 x2
⎤ ⎥ ⎦
能控，⎡⎢ ⎣
x2 x3
⎤ ⎥ ⎦
能观，[x4 ] 则既不能控又不能观，[x2 ] 能控又能观。
系统不能控，其能控状态维数为 2。确定系统变换为能控规范型的变换阵：
19
第三章线性系统的结构特性 20
第三章线性系统的结构特性 21
第三章线性系统的结构特性
4、传递函数阵：卡尔曼—吉伯特定理：一个系统的传递函数阵 G(s)所表示（特征、描述）的
⎢0⎥ ⎣⎢0⎦⎥
⎢⎣x4 ⎥⎦
⎡ x2 ⎤
y = [1
0
1
0]
⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣
x1 x3 x4
⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦
4．传递函数：
2
第三章线性系统的结构特性
G(s) = C(sI − A)−1 B = 2 s +1
G(s) 只表示了既能控又能观子系统，不能完全表征系统。{A B C} 是 G(s)
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