自动控制原理的学习
自動控制?生活中的簡單例子,比如去拿桌子上的蘋果。通過眼睛定位手和蘋果的位置,人的大腦計算出手臂的運動方向,使得手與蘋果的距離越來越小,直到拿到蘋果。
一個典型的工業控制場景是龍門刨床,如果給定一個電壓,那么電機空載狀況下,轉速最大。一旦加上負載,那么轉速下降。如何實現轉速的恒定呢?
1、可以根據轉速的下降值求出需要補償的電壓值加到初始給定電壓上。
2、把轉速的測量值與反饋值進行做差,保證差值越來越小,既可以保證電機的速度實現恒定。
上述兩種自動控制例子都利用到了負反饋的概念。通過眼睛定位手和蘋果的位置,以及通過傳感器測量電機的轉速。
在電路課程中,我們在學習放大器的放大原理時,就遇到了負反饋的概念。
放大器的作用是把小信號線性放大。運算放大器在微小信號的特定范圍變化過程中,可以看成是線性系統,而且可以把數據放大10的6次方倍。
運算放大器=》受控源=》集成運放的模型=》理想運放的模型=》加上負反饋的運放=》通向還是反向=》信號跟隨,信號相加,反相,相減,積分,微分
一階無源rc濾波=》一階有源rc濾波
二階無源rc濾波=》二階有源rc濾波
自動控制原理的第一章,就重點介紹負反饋控制系統。
什么叫做有差控制系統,有恒定的穩態誤差
龍門刨床,在給定電壓U情況下,產生一個N轉速。當負載變大時,給定U不變,反饋偏差變大,所以速度從慢變快。但是速度無法達到之前設定的N轉速。這時因為電機上的轉速如果達到N轉速,那么輸入的電壓肯定變大。但是你U給定電壓沒變,反饋沒變,輸入的電壓不可能變大,所以上面的假設肯定不成立。那說明電機上的轉速達不到N轉速!!!
如何解決穩態誤差呢?把輸入的電壓U變大,這樣上面的假設就可能成立!!!
自動控制原理的第二章,介紹了控制系統的數學模型。
首先學習兩個概念,動態模型,還有靜態模型。
靜態模型:在各階導數為零的情況下,描述變量之間關系的代數方程就叫做靜態模型。
動態模型:在各階導數為不全零的情況下,描述變量各階導數之間關系的微分方程就叫做靜態模型。
理解: 靜態模型,當前的輸入決定當前的輸出。
動態模型,N階包含N個狀態變量,每個狀態變量都是一個輸入,狀態量互為輸入輸出,狀態變量需要初值。
微分方程=》拉氏變換(S域)=》頻域
我要搞懂 時域到底怎么轉化到頻域的?
一個信號包含幾個不同頻率的正弦信號,如何把這些正弦信號給區分開來?
可以通過濾波器對不同頻率進行篩洗。
猜想:是不是把不同頻率的正弦波用與當前的時域波進行做差,類似于ad轉換一樣,先用大的頻率,再用小的頻率不停的比較,得出組成該信號的正弦波組合。
總結
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