seo站长工具查询系统,工作纪律心得体会,站长工具端口检测,wordpress评论小工具这个问题是我导师#xff08;面试组长#xff09;多次在保研考研面试的时候问过的#xff0c;而且每年都会问#xff01;问题其实不难#xff0c;涉及的知识点也就是自控原理经典控制理论的部分#xff0c;但是基本上很少有人能够完整地回答出来#xff0c;不服的话请看…这个问题是我导师面试组长多次在保研考研面试的时候问过的而且每年都会问问题其实不难涉及的知识点也就是自控原理经典控制理论的部分但是基本上很少有人能够完整地回答出来不服的话请看题-------------------------------------------请看题---------------------------------------------假设平面上有一个小木块现在要求你把它从原点移动到1m的位置上去如何设计控制器如果你看到这里脑子没有懵圈还能联想到经典控制理论学过的知识那很好说明你对控制已经有一个基本概念了。如果还没有反应过来也没关系我来给大家捋一遍。控制领域三个基本问题“建模”“控制”“优化”建模摆在第一的位置打仗要先研究透对手控制也一样。很多时候控制效果不好问题不是控制器的问题而是对象的模型搞错了。当然对于这个任务模型还是简单的由牛顿第二定理 知道模型就是 为了方便后面讨论这里先忽略摩擦。再考虑得简单一点假设木块的质量是1kg那么模型变成了 。在这里我提醒大家一定要开始转变思路多用微分来表示速度、加速度、角速度、角加速度如果你一开始想到的是 很容易脑子转不过弯来。给定了控制的任务也有了被控对象的模型那下一步就可以开始设计控制器了。这里给一个建议先把原理图画出来在原理图的基础上分析问题能帮助我们很快地理清思路。我通常用来检验自己有没有搞懂一个控制问题的方法就是直接去画它的原理图如果不能很轻松地画出来那说明我还没有完全理解。那么对于这个任务它的原理图长这个样子因为要求木块到达1m的位置所以 是一个幅值为1的阶跃信号 是木块当前的实际位置。控制器暂时考虑使用最广泛的PID控制器我们也按照PID来分析问题。最开始我抛出这个任务的时候可能会有人脱口而出用PID控制器呗 三个参数多调两下总会实现的。那么我再多问一点如果PID控制器能完成任务那么PI控制器也能实现要求吗PD控制器呢只用P控制器会带来什么问题如何回答上面我重新提出的问题我们先从考虑系统的稳定性问题开始。盯着画出来的原理图可以重新解读控制目标为设计控制器使得最终的实际位置 误差信号 。假设目前使用PD控制器我们看看系统能不能达到期望的要求。PD控制器的输出为 而 那么有式1 因为 则 看到这里你就明白了最终的偏差信号肯定等于零而且这个跟踪过程还是以指数趋近的。你看PD控制器也能解决问题这种情况下用PID控制器就是浪费。如果我改一下条件我不让小木块一直停在x1m就结束了我想向让你推着小木块一直走期望信号改成 。那公式1会变成什么样子呢等式右边还是等于零结果是一样的。这说明PD控制器不仅能完成对阶跃信号的跟踪对于斜坡信号也没有问题。 继续改变条件分析我们推箱子推得越来越起劲越推越快。期望信号改成加速度输入 那这时用PD控制器就有点费劲了。这是公式1变成很明显误差不等于零怎么消除这个稳态误差呢这个时候用PID控制器就比较合适了。控制器加入积分项后变成公式1变成这样一来误差就又等于零了。所以说为什么积分项能够消除稳态误差数学上的道理就在这了。好的一个人推箱子的情况分析得差不多了。再来看看有一个熊孩子陪你推箱子时的情况。考虑存在外部干扰d又该如何设计控制器此时状态方程发生变化不是 而是 。同样先画出新的原理图先假设干扰为常值干扰即 。这时只能使用PID控制器才能压制住干扰了公式1变成然后再分别对期望信号分别为阶跃、斜坡、抛物线时进行分析就能看出PID控制什么时候能做到无误差跟踪什么情况下根本解决不了问题。这里我就不再仔细分析了。这个时候建议你拿出自动控制理论教材再看看书上的描述应该是有了新的理解。就比如下面这个输入信号作用下的稳态误差表如果你看到这里对这个问题还有兴趣那么可以再想远一点。尝试增加被控对象的阶次试试三阶系统会怎么样呢既然PID控制器不能实现无差控制又有哪些控制器能解决还有哪些提高系统抗干扰的方法如果对象的模型不准确又该怎么办等等等等……我相信你如果能再想想这些问题肯定会对经典控制理论有一个更深的认识。能分享考研/保研的经历吗www.zhihu.com
