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反馈前馈控制

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标签: 反馈

反馈

前馈

前馈

反馈控制前馈控制电子书

½
一九
反馈控
与前馈控制
1
,
反馈
控 制 与
馈 控 制 是 控 制 论 的 两 种
控 制
方式
深 入 揭 示 它 们 的客
依 据
基木
重 要
特 点
其 局 限
性 等
,
½
要 的 理 论 意 义 及
践意
,
控 制
与控
具有
下基
本 特 点
,
制 理
论 ½
最 基 木
:
第一
,
目的
在控 制论产生
,
,
控 制 概 念 具
有类
人 的 ½ 式
它 一
来说
人 的
,
目的
的活动和
行为
性概
念 也 只 是 同
的 活
和 行
联 系
;
控 制
的创世人 维纳
通 过 技
系 统 的工 ½
理 与 生 物
人 的
的 行
过 程 的
将技术
信息
,
将 人和生 物
,
,
目的
行为
念 引 入
技术
信息
,
突破
技术
与人
物 的
½ 技
与 人 和
生 物在
,
概念
基础
起来
具½
说 来
,
½
控 制
(
不论
动 控 制
,
是人工 控制
)
目的
的地变
态空 间
过程
,
控 制
的 目
的 主 要 表 现
½ 控 主
½
总 是
图 ½
客½
第二
相 应 的过程性
,
½
控 主
½来
控 制 是 ½ 控 主
½
客½
½
,
,
选取
½ 控
,
并通 过调整 被控客
½
的输入
或 改 变
客½
输 出状 态
从 被 控 客
½来
制 又
是 被 控 客
½
根 据
控 主
½
的 指
令信 息
调 整 和
改 变 输 出 状 态 的
进 一步地
;
过程
说来
,
控 制 是 在
½
控 主
½
与 被 控 客 ½ 的
运 动 过 程
中得
进 行
实现
;
,
被 控客 ½运
行 状 态 的 变 化
有一 个由
隐 到 显
的 相
发展
被 控
½
运 行 状 态 的
化传输
½
控 主
½ 也有
一 个
应 的 过 程
½ 控 主
½
整 理
客½
运 行 状 态 变
出有
效 的
控 制
½
要 一
相 应 的 过 程
;
新 的
入 对 于
客½
运 行 状
第三
,
½
½
及 被
控 客
½ 运 行 状 态 的 改
目标
的 恢 复 也 ½
应 的 发 展 过
,
,
控 制 是 ½ 控 主 ½ 与
控 客
½
态 统一
,
,
控制
,
一方
面是½
,
½½
用 于 被 控 客
½
调节
被 控 客
½
输 入
并 进 而 改
变其 输出 状态
,
另 一
控客
,
½ 输
出状
的 变 化
,
过 来
½ 响和 ½ 用
½ 控 主 ½
,
并 促 ½ ½ 控 主
½½
出 新 的反 应
通过
客½
的 新
入 状 态
步 地 ½
用 于
客½
控制
过程就是 ½控
½
与被 控客½ 的动态统 一
的过
因此
,
控 制 系
的 基 本
是 ½ 控 系 统 与被 控 系
之 间 的
,
进 一步说
,
是 被控系统
运 行 状
的 变 化 同
½
控 系
据被
控 系
行 状
的 变 化
取 的
的 控 制措 ½ 之 间 的
因而
,
½
过 程 也 就 表 现
这 种
产生
的 过 程
,
从 系统
的观点看
½
控 制 系
的 结 构 要 素
½
包 括 ½ 控 系统
或 系
)
被控
反 馈信
(
或 系
)
9
的 子 系统
,
它 们相 互联 系的一般 ½式 可 如 下
H
(D )
I
(
)
输入
令信 息通
H
控 系
(
Y
)
}
输出
H
(
Y
)
}
信 息
(
X
)
!
½
系统
(
X
)
:
(D
)
,
H
11
(
X
)
(
Y
)
½
系统 变
异 度
,
H
:
被 控
变异
,
:
变异 度
;
偏 差
变异 度
,
说来
,
控 制
系统
的 结 构 要素 及 其 控 制 的
法不 同
那么
,
控制系统
的基木
型 也 就
各不
法 的不 同
根 据 ½ 控 主
½
性质
的不 同
;
应 地 划 分
为机
器 控 制
(
或 自
动 控 制
)
,
与人 工
制 系
,
控 制 的 方 式 和
法 的不
½
控 主
½½
客½
的 方 式
应 地 划
分为
馈 控 制 系
馈 控
下 面 将 要 论
及 的
反馈
控 制
馈 控 制
要 是 从 人 工 控 制
懊 控制
,
在 控 制 系
统运
过 程
½ 控 系
根 据
控 系
运 行 状 态 的 变
改 变
控 系
出状 态
,
其输出结果 的一
部分
调 整
控 系
输入
,
,
将被
控 系
的运
引 向给 定
种 控 制 的 方 式 或
法 就
馈控
,
述 定 义 的 深
可 知
的偏差
,
反 馈
控 制 的
观 依
据是 被
系统
运 行 的 现
状 态 与 给 定 状
,
,
反 馈
控 制 又
是½
据这
,
变被
控 系 统 的 输
进 而 减 小
除状
态 偏 差
½ 被 控
系统
的 运 行 由 偏 差 状 态
复 到 给 定 状 态
过 程
,
反 馈 控
的 基 本
也 就 表 现
为被
控 系
现 在 的 运 行 过 程 中
经 出 现 的 现 实
的状 态 偏 差 同 ½ 控 系 统 为
这 种 状 态 偏 差
采 取
相 应 的 反 馈 控 制
½ 之
同反
馈 控 制
基 本
相 联 系
,
,
馈控 制的突 出特点 在于
,
是 根
据被
控 系 统 运 行
的 过
现在
的 结 果
调 整
来 的 行
,
馈控
制 依 其 效 果 的 不 同
制 是
½ 控 制 的 结 果
,
可 相
应 地 划 分
反 馈 控 制
正 反 馈 控 制
,
负反 馈 控
消弱
被 控 系
的 现
的 运 行 状 态
,
因而
,
负反
馈 控 制
免振 荡
,
,
要½
稳定性
,
,
臼½
反 抗
被 控 系 统 偏 离 给 定
的 运 行
,
进 而
消除
被 控 系 统
运 行
,
状 态 与 给 定 状 态
偏差
½
控 系
的 运 行 保
在 一
允 许
偏 差
,
增强
发 挥 预 定
的功
½
,
达 到 给 定 的
而正反 馈控 制则是指实 ½控 制的结果
:
顺 应和
加 剧 丁
控 系
运 行 状 态
所 需 要
的积
½ 用
一 方
是 人 们 力 求 避
免的
消 极
因而
,
反馈
控 制 的
½
下 两
方 面
,
一方而是 人们
,
光 的 ½ 成
与 科
学技
间 的 相 互 反 馈
破坏 ½用
,
相 互 促 进
等等
½
剧 被 控 系
沿 着 偏 差 方 向
的运
,
导 致 被 控 系 统 的 振
解½
中则 更
;
反 馈 控 制 ½
具有
述 重
½ 用
第一
,
½ 是 也
有 其 特定 的局
,
,
在 人工控制 系统
½
反馈控
上 来
:
可½出现反 馈过时现
成 反 馈
;
种 可 ½ 的
或 由 于
信 息
道不 畅通
,
偏 差
不½
及 时 地 反
½
控 系
或 由 于
息通
控 系
运 行 的
差 状
不 ½ 如
到 ½ 控 系
,
或由
½
内 耗
应 ½
或 随
机 变
½
½
即½
控 系
行 的
差 状 态
½
,
也不
½ 及
n
.
地 决策
实½
的 调 控
½
J
;
l
h
½
统 对
系统
运行
的 状
偏 差 视
无 睹
偏 差 消
除在 萌½
状 态
实½ 反
馈 控
制 的
过 时
甚 至
积员
,
½不 ½ 将 被 控 系
行 过 程
,
,
反 而
会 ½ 被 控 系
运 行 偏
给 定 状
愈 远
第二
,
因而也就会
,
½
偏 差
消 除
愈 加
可½
出现 消极 的
反 馈 价 息通
失 真
相 反
,
,
从 实½ 反
制 的 效 应 或 结
:
,
坏 性
成 这 种 正
馈 效 应
种 可 ½ 的原 因
,
或 由于
,
½
½ 控 系
系统
状 态
差 的性质
方 向 的
,
截然
或 由
½ 控 系
统 对被
状 态 偏 差 的
性 质
方 向
判 断
½
然 正 确
等等
½
措½ 却
方 向 截 然 相反
状 态偏差
准确
,
,
这样
,
实½
反 馈 控
的 结 果
,
,
不 ½ 没
有减 小
或 消
却 加 剧 了被 控 系
沿
的 运 行
,
扩 大
状 态 偏 差
第三
,
实½反
馈 控 制 的 强 度 上
或较
,
由 于
½控
控 系
状 态 偏 差
大小
强 弱 程
度判
其巾
,
可 ½ 出 现
馈 过
馈 不 足
然 而 却
实½
极 强
的 调
措½
,
,
馈 过 度
系统
的 状 态 偏 差 木 来
较小
,
,
½然
原 来 的 状 态 偏
消 除
却½被
控 系
在 另
个方
向 上 偏 离
给 定 状 态
程 中产 生 左
右摇
摆 的
现 象
或很 强
态偏差
,
出 现
了新 的
状 态 偏 差
长此 下 去
,
就 会 ½ 被 控 系
在 运 行 的
,
发 生 振
荡或
,
馈 不 足 是
控 系
状 态 偏
差 本
来 很
½不
消除
,
却实
½ 了 极 弱 的
控措
½
其 ½然 对 状 态 偏差
所 克 服
½
½被
控 系
复 到 给 定 状 态 第
控 系
状 态 偏 差 的
½
成 与 相 应
的 调
½ 的
实½
½
系 来 看
馈 控 制 还 具
自身
所 不
克 服
的局 限
滞后
,
,
上所 述
,
馈 控
是 跟
随着 被控
的 运 行
,
,
并 根 据 状 态 偏 差
出现
而 进 行
,
,
论反
馈 控
如 ½ 及 时
½它
竟是
在 干 扰
经 ½ 响 和
被 控 系 统 的 运 行 状
它 相对于干
,
被 控
运 行
给 定 状 态 并 ½ 成
了相
状 态 偏 差
后 迸 行
具 有
显 的 滞 后 性
,
扰 因 素
破坏
和 状 态 偏 差
来 说
差的 出
,
因此
,
馈控 制不½避
状态偏
,
½ 防 患 于
未然
,
第五
,
反馈
制 的
实½
到 被 控 系
差 状 态 到 给 定 状 态 的
偏 差 的
恢复
过 程
,
恢 复来
,
还 需耍经
相 应 的 过 程
有些
系 统 状 态 偏
的恢
过 程 相 应 地 短
,
而 有些则相 ½长
,
,
就 是
被控
状 态 偏 差
复 延 迟 现 象
,
克服
反 馈
控 制 的
局 限 性
不 足
机性 原
有 效 地
实½
反 馈
控 制
被控 系统 内
,
应遵
下基 术 原 则
:
,
控制系
运行
的过
的干
因素是
随机产 生和随
因而
变化的
扰 因 素 随
机地
½ 响
½
控 系
运 行 状 态 也 是 随
机变
要有效 地实½反 馈
控制
,
控 系
运 行
状 态 偏 差 也 是 随
机地
产 生
H
求½
控 系 统
随 机 变
,
就需 要根据 这
这就
种 随
地 产生
变 化 的 状 态
采 取 随
变 化
控 措 ½
H
(D )
随机地 进行
调节和 拎制
(
X
)
½
或 大
行扰 因
状 态
随 机 变 异
,
H
(
Y
)
因此
反 馈
控 制
的 灵
就 在
于 根 据 随
地 产
化 的 状 态
,
随机地
实½ 有效
的 调
控措 ½
第二
,
时性 原 则
反 馈 控
是 根 据 被 控 系
统运
的 状
,
偏差 进行
有效
地 实 ½ 反 馈 控
,
,
要善
于 及时地发
态偏差
,
又 要
,
实 ½ 有 效
的 调
措½
时 地
发 现状
态 偏 差
同时
,
½ 控 系
须 ½ 够 随 时 跟
控 系
的运 行 状 态
½ 有效
调 控
½
,
,
机 敏
地 捕
状 态 偏
畅通
又 必
广
开 并 疏 通 反
信 良通 道
½被
控 系
统运
行 的 状 态 偏 差 信
½ 够
传输
给 ½ 控 系 统
,
,
为 了
时地
优 化½ 控 系
结 构
,
高它
的 反 应 ½ 力
决 策 水
那 种
,
人工控 制系
各个
领 域
的 调
控 工 ½
离群众
拉 ½
,
½是 违背这
,
,
,
原 则
,
则要
户泛 了
准确
撮 状
偏 差 的
,
解被
系统
运 行的状 态
息的
息的具 ½
分 析
.
,
性质
和 强 弱
½ 相 应 程
½
的 正
馈效
生 等
也不
不及
,
控制
,
馈 控
是在
控 制 系
运 行
出 现
,
½ 控
系统
根 据
控 系
运 行 过 程
可 ½
,
前 实
½
的 调 控
½
调 整
入 状 态
,
系统
行 过 程
的 一
控 制
的运
过 程
可 ½
,
进 行
方 面
科 学
第一
,
因素 的
化 规
,
测 其
未来
第二
,
要根据干 扰
,
素½
响 和
½
用 于 被 控 系
观 规律
的时机
方式
,
地 预 测 干
未来 ½
响 和
½
用 于
控 系
科学
途径
,
第三
,
要 根
扰 因
素的½
响 和
控 系
的运 行 规
同时
,
,
地 预
控 系
变 化
½
的 偏 差 状 态
½ 出现
的 状
偏 差
来 的
状 态
根据 被
控 系
统在
来 的 运
行 过
确保有
免 被
前实
½ 相
应 的调 控
½
(
½
)
,
要 根 据
控 系
输 出
状 态 的
½
前采
取 的
,
化规
,
预 测
控 系统
在未来
的 运 行 过 程
中为
给 定 的
出 状 态
的调 整
变 化
,
馈 控
的 客 观 依
控 系 统 运 行 的
未来
的 可
½
状 态 与 给
的 偏 差
控 系 统 在 未 来 的 运 行 过 程
中可
½
出现
的状 态 偏 差
控 制
控 系 统 在
未来
过 程
可 ½ 出 现 的状
同 ½ 控
了预
种 状 态 偏 差
出 现
提 前
½ 的
措 ½
间的
½结 果
,
前馈
控 制 过 程 也 就 表 现
这 一
的 不 断
又 不 断
的 过 程
,
前馈
,
控 制 的 基 本
盾相
联 系
超前 型
前馈
控 制 的 突
出特 点在
,
,
是 根 据
控 系
统未
来 的状 态
去调
整其未
来的行为
它 相
对于
被 控 系
统运
状 态 偏 差
½ 成 与 出 现 来 说
是一
防性
控制方式
,
馈 控 制 的 重 要 ½ 用 在 于
它 在 进 行
多方
面 的 科 学 预 测 的
基础
,
,
根 据
系统
运 行 过 程 中
½ 出现
状 态 偏 差
采 取
有效
½
;
,
,
是 在
扰 因素
还 未
,
控 系统 的 运 行
起破
½
消除
的½ 响
½被
控 系 统 ½ 够
效 地
免状
态 偏 差
出现
,
,
防止被 控系统
的运行
偏离给定 状态
,
,
患于
从而
,
控 系
的稳 定
更½ 地实现 其行为
和功½ 的优化
½ 也
有它
局 限
达 到 预 定 的
馈 控 制
½
管 有 上
重 要 ½ 用
者是
被控
运 行 状 态
变 化
预 测
得不
;
控 系
来 运 行 过 程
可 ½ 出 现 的 状
的 时
性质
方向
把 握
得 不 准
;
是 由
相 应 的调 控
½ 不
½
;
是 由
½
,
馈 控 制 的 时
握得 不适
给 定 状 态
½
前馈
控 制
,
½
有 可 ½ 引 起
前馈
控 制 失 误
,
,
½ 被控
系 统
,
,
前馈
控 制
风 险
性 大
,
可 靠
性差
,
前馈
控 制
局 限
免前 馈
控 制 过
程 中
有 可 ½ 出
的 各 种
:
从 而
有效 地
,
必 须
原则
第一
性原
这 就是要 加强科学 预测
½
干 扰 因 素 的
趋 势
及 其
对被
系统
½
响 和
½
用 的 时机
控 系
行 过 程
可 ½ 出现 的
状态
偏 差 的
方式
,
,
确地 把
大小
½
½充
分地估
计到
各种
以预
料的 随机 性
因素的
½
½
(
可 ½ 的 状
偏 差
)
½
,
第二
,
有效 性
根 据
科学
策 出有 效 的
前 馈
½
,
谓有效
馈 控制是 指在被 控系
统 未来
的 运 行
的½ 响
,
½ 对
控 系 统 的
½
用 ½ 够
效 地
清 除
或 抵 消 干
因 素 对
½ 预
否则
,
措½
缺 乏
,
,
也会 导 致
馈 控 制 失 误
,
,
½ 否 科
学地决
出有
效 的
前 馈措
½
实 ½
馈 控 制 的
性环
控 系
½
水 平
,
同时
,
也是有
,
第三
性原 则
,
就是 要把 握½ 实½前 馈控制 的时
,
实½ 有
效 的
措½
出规
,
地 消
或抵
制 千
因素 的
½
响 和 ½
免状 态
偏 差 的
否则
,
,
½预
准确
,
决 策
,
½有
,
½
由于
½
得不
适 时
过晚
制失误
½ 被
控 系统 的运 行 偏
给 定 状 态
过 早
馈控
控制的
一方面
,
控 制 与
馈 控 制 是
互相
状 态 偏 差
后 进 行
,
反 馈 控
是 在
控 系 统 偏
给 定 状 态
,
它 不 ½
避 免 被控
系 统 对 于 给 定 状 态 的 偏 离
状 态 偏 差 的 出 现
,
½
防患
效 的
馈 控 制 ½
够预 防
制 干 扰 因
素 对被
控 系 统 的 ½ 响
½
,
状态 偏差 的出现
滞 后
效 补
预 测不 准
态偏差
防患
未然
另 一
方面
,
,
控 制
是 对
控 制 的 局 限
别 是
,
控 制 是
预 测
学决策
的 基
上 进
,
而 一旦
出现 状
,
决策
导 致 整
个 前
馈 控 制 的
失误
½
统 偏
给 定 状 态
,
,
这就
需 要 及 时
,
,
度 地
½ 相 应 的
控 制
,
,
消除 状态 偏差
½ 被控 系统恢 复到
给定 的状态上
因此
途 径之
的 重 要 途
径之
控 制 又
恰恰
是 对
馈 控 制 失
的 一 种 有 效 的
补救 方
½
互 相
馈 控 制 与
馈控
地 结 合
起来
,
,
高 控 制 的
有效
,
也 是
提 高
管 理 与 领 导 工
½
科学
,
½
减少
免失
误 的 重 要
应 ½努
力做
到反
加 强 科
学预
,
,
在 实 际
管 理
领导
工 ½ 中
规 划
计 划
的制
定 过 程
来说
一方面
控 制 与
馈 控 制 的 相 互 结
与 相
通 过 若
环节
计 划 的 科
学性
控制
,
,
必 须
前馈
控 制
分地 估计到 规划和 计划
的环境
的各种 可½变
,
有 利 条
不 利 因 素
,
,
又需 要
如 征
询 各有
关 方 而 的意 见
,
复进 行论 证
,
修 改和补
提高
规 划
可 靠
可 行
与此相 反
,
计 划 的 制 定
程 中 消 极 地 立
这 种 规 划
往 往 是 缺
乏科
学 依 据 和
,
缺乏 对于规 划
,
计 划
境 的 科
学预
,
客观
可 行
将来
½
的 过 程
免 出现
严 重 的 状 态 偏 差
可½导致
,
,
下马
,
成 不 应
大 损 失
馈 控
有机
地 结 合 起 来
实 ½
措½
而对
于规划 和计划 的执行 和½
实过程 来说
一 方面
,
也必 须½反 馈控制 与
需 要立
馈控 制
,
,
加 强科学 预测
分 地 估 计 到
被控
,
系 统 在 下 一 步
运 行 过 程
中有
½ 受 到 的
种 干 扰
½ 响
½ 出 现 的 状 态
,
各种
素 的 ½
,
保 障规 划
,
计 划的½
,
避免 出现状 态
,
另一方 面
,
旦预
测 不 准
,
决 策
有误
,
,
致 ½ 被 控 系
运 行 出 现
状 态 偏 差
,
又 可
,
反馈
进 行
到 预 定 的
,
者是
进 一 步 修 订
原有
的 规 划
计 划
,
者是
被 控 系 统
输 入
得预 想
的 结 果
,
克服
经 出 现 的 状 态 偏 差
与此 相反
,
保 证
原有
规 划
½
,
,
在 执 行
½ 实规
计 划 的 过
中也
消 极 地
馈 控
,
认 为
即½ 出现
了状态
偏差
,
馈 控
来进
那么
种 管 理 和
导 是
,
目的
际 的 管 理
导 工 ½
中就 会
导 致
断 出 现
,
甚至会 导致反
过 时
,
½
½本
来 可 行
的规
划 和
½
,
到 预 定 的
7
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