控制系统的基本架构.docx

控制系统的基本架横吴佩偷生物楔重工程擘系大三乙班0914373摘要在分析及言殳官十控制系统之前，我佗得先封控制系统的架横有比敕基石楚的知。大概了解由激勘系统、控制步骤、樽换器三者相互控横制所横成的回授控制系统。相信以彳发遇到的控制系统能教易入手虑理冏题。属月筵言可：激勘系统、控制步,牌、樽换器一、前言了解藉由重攵擘模型来表逵控制元件舆受控制元件之的物理式彼，接下来就先3*控制系统的基本架才毒。包含了激M系统(actuatorsystem)、控制步,牌(PrOCeSS)及樽换器(transducer)三大部分。然而，各部分都各有自己的次步骤，迤而作更精举的控。二、分析系统的数擘方法我凭可以先以一性回授控制系统的方土鬼圈昭明基本架情。r(t)，R(s)考输入(命令)y(t)，Y(s瀚出(受控燮数)u(t)，U(S)勤工虢b(t)，B(S)回授If1虢Ga(s)激励系统ActuatorsystemG(s)控制步骤ProcessH(s)樽换器Transducer如Ia一所示，朗迪路斡移函数M(S)定羲Y(s)R(s),也表示G(S)和H(S)的函数。由圈一可:g出Y(S)=G(S)U(S)(1)B(S)=H(S)Y(S)(2)肖国勤孔虢可嘉成U(s)=H(s)-B(s)(3)聘(3)式带入式(1)可得Y(s)=G(s)H(s)-G(s)B(s)(4)再符(2)式带入(4)式,Jt解出Y(s)/R(S)可得醇移函数(5)Y(s)=G(S)R(s)1+G(s)H(s)以上是以一他罩输入罩输出系统(Sing1e-inputsing1e-output,S1Sc)的例子来就明。但一般而言，很多控制系统都是多输入罩输出(MISo)甚至多输人多输出(mu1ti-inputmu1ti-output,MIMO)系½。就如同®二(a)所示:(t)n(t)rp(t)r(t)y(0多燮数系统：yq(t)(a)M多燮数系统Iy(t)(C)B1二：多燮数名泉性回授控制系统在圈二中，不考委现是一他有p他1输人和q他输出的多燮数系统，不谩我任?常常以Ia二(b)来麓化表示之，而输入输出大都以向量来表示。因此，整他!系统斡移函数的可用向量矩阵的形式(以粗通舆之前作J国分)表示：Y(s)=G(s)U(s)B(s)=H(s)Y(s)U(s)=H(s)-B(s)其中Y(S)是q×1的输出向量,U(s)'R(S)和B(s)APXI的向量，而G(S)和H(S)分另Jzqxp和p×q的函数矩阵。一檬可解出Y(S)得：Y(s)=1+G(S)H(S),G(s)R(s)(6)假言殳HG(S)H(S)>非奇臭的。此樽移矩阵可定羲>:M(s)=I+G(S)H(S)',G(S)更深地探,ActuatorSystem包了theactuatingequipment及thefina1contro11inge1ement雨部分；而Transducer也包含了Sensor和Signa1conditioner部分。然而，ActuatorSystem最主要是作激励Process的建行；Transducer最主要是作回授m,虢的控制。彼此之的居於系方现圄就如同圄三：SetpointIH三：Actuator-Process-Transducersystem三'在往彳发所探j的任何控制系,统，其最基本的三大架横：Process、ActuatorSystem、Transducer。三者之彼此控,相互影警,直到OUtPUt舆Setpoint的差（error）在容W午轮S1内，此系统才算是逵到控制的效果。四、参考文献1 .黄溪邦祥BenkaminC.Kuo原著.民86.自勤控制系,统AutomaticContro1Systems7th.ISBN:957-636-543-0.柬莘善局.，条4虢C0004532索耆嬲448.9007786。