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工程控制论 理论概况

计算机软件的编写本质上是一种系统工程,现代工程有系统论,信息论,控制论,三个理论组合而成,这三个理论相辅相成,学习现代工程控制论有助于在软件的设计与实现。这里我们不详细展开说,仅仅记录一些方法论,需要使用相关方法时。我们知道使用哪种方法就可以了。

控制系统的工作原理及其组成:

工作原理,开环控制,闭环控制。

控制系统的基本类型:

@恒值控制系统

@程序控制系统

@随动控制系统

按照系统中传递信号的性质分为

@连续控制系统,是否可以使用线性微分方程。

@离散控制系统,信号系统。

对控制系统的基本要求

#稳定性,精确性,快速性

控制理论研究的问题有以下几种:

(1)最优控制规律的寻求

(2)系统数学模型的确定

(3)状态向量的求得

(4)自适应控制的实现

(5)智能控制理论

(6)控制系统好的鲁棒性

控制系统的数学模型

1.系统的运动微分方程

从原理出发,确定系统的输入,输出量。其次,根据系统或原件所遵循的的有关定律出发列出微分方程,划简求之。

2.线性与线性系统

线性系统与非线性系统的本质差别在于是否遵循“线性叠加原理”。

3.传递函数(类似与状态转移函数)

状态转移图,状态转移函数等类似。

系统的状态空间模型

状态空间描述:状态内部情况不明,所以需要构建状态内部状态详情。

状态空间方程:输入变量,输出变量,状态变量。

系统时域分析:

时间域内研究控制系统在一定输入信号作用下,其输出信号随时间变化的情况。

两个部分:瞬态响应与稳态响应

瞬态响应:从系统从最初状态到最终状态的响应过程。

稳态响应:当时间T趋近于无穷大时系统的输出状态。

时间响应性能的指标:

(1)上升时间

(2)   峰值时间

(3)最大超调量

(4)调整时间

系统控制的校正与设计

1.确定系统的性能指标

2.设计校正装置

控制系统反馈设计

1.系统的能控性

2.系统的能观性

这里注意使用能控性,能判性与判据的设计,数据需要可观测。

随机控制:

概率与随机变量,随机过程和相关函数。

最优控制:

1.系统的数学模型

2.边界条件与目标集

3.容许控制

4.性能指标

 

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