《系统的校正与设计》课件.pptxVIP

系统的校正与设计制作人：PPT创作创作时间：2024年X月

目录第1章系统的校正与设计简介

第2章系统建模

第3章控制器设计

第4章系统优化

第5章应用案例

第6章总结与展望

01第1章系统的校正与设计简介

课程介绍本课程主要介绍系统的校正与设计基本原理与方法，包括系统建模、校正技术、控制器设计等方面的内容。通过学习本课程，可以帮助学生掌握系统校正与设计基本技术，提高其系统分析与设计能力。

课程目标本课程的目标主要包括：1.掌握系统建模与校正的基本方法；2.学会使用MATLAB等软件进行系统校正与设计；3.理解和应用控制器设计技术；4.获得自主学习与研究能力。

课程大纲-系统概述

-系统建模方法

-常见系统模型系统建模-校正目标

-校正方法

-校正技术系统校正-控制器基本原理

-控制器设计方法控制器设计-优化目标

-优化方法

-优化技术系统优化

系统建模系统建模是指将实际的系统转化为数学模型，以便于研究和分析。常用的系统建模方法有：框图法、矩阵法、状态空间法等。

框图法的步骤以加法器为例，可以确定其输入为两个数，输出为两数之和。确定系统输入输出将输入、输出和系统部件用框线相连，并标明端口。画出系统框图根据实际情况，定义部件传递函数，如加法器的传递函数为yx1+x2。定义部件传递函数根据定义的部件传递函数，将其代入框图中，得到系统的总传递函数。将部件传递函数代入框图

系统校正系统校正是指将系统的实际输出与期望输出进行比较，并通过调整系统参数来使其输出更符合期望。常见的校正方法有：PID校正、校正器设计、自适应校正等。

确定系统的期望输出，如电机控制系统的角度、速度等。设定期望输出0103将期望输出与实际输出之差作为校正器的输入。计算误差02通过测量系统的实际输出，如电机转速、位置等，来反馈到校正器中。采集实际输出

遗传算法不需要建立系统模型

能够处理复杂的优化问题

只需进行少量试错，时间效率高神经网络需要先建立系统模型

适用于处理高维度或非线性系统

需要大量数据进行训练，时间效率低贝叶斯优化不需要建立系统模型

适用于处理高维度或非线性系统

只需进行少量试错，时间效率高优化方法的比较传统优化方法需要先建立系统模型

只能处理简单的优化问题

需要多次试错，浪费时间和精力

自适应控制自适应控制是指根据系统的实际状态自动调整控制器参数，以适应环境的变化和系统的不确定性。常见的自适应控制方法有：自适应滤波、自适应控制器、自适应PID控制等。

模糊控制模糊控制是指将模糊数学理论应用于控制系统中，对复杂、不确定的系统进行建模和控制。模糊控制具有智能性、非线性、鲁棒性等优点，适用于复杂控制问题。

02第2章系统建模

系统概述明确系统的内部和外部边界系统定义按照不同维度对系统进行分类系统分类系统的特性和优缺点系统特点

系统建模方法将系统的输入和输出之间的关系用一种标准化的形式表达出来传递函数法将系统的状态用向量的形式表示状态空间法通过广义函数的形式描述系统的动态行为广义函数法

二阶系统系统动态特性更加复杂

常用于对系统的进一步分析非线性系统系统的动态特性非线性

常见于实际工程和生活中的系统时变系统系统的动态特性随时间变化

常用于分析周期性或非周期性信号常见系统模型一阶系统系统动态特性简单

滞后度小

常用于对系统的初步分析

系统校正纠正系统的误差和缺陷，提高系统的性能校正目标开环校正和闭环校正校正方法调整系统的某个参数，如增益、时间常数等开环校正利用反馈控制的原理来调整系统的性能闭环校正

用正弦信号进行校正正弦校正法0103通过调整控制系统的参数来实现校正调试法02用阶跃信号进行校正阶跃校正法

传递函数法传递函数法是一种将系统的输入和输出之间的关系用一种标准化的形式表达出来的方法。传递函数是描述系统输入输出之间函数关系的代数表达式，可以用于分析和设计控制系统。传递函数法是系统建模中常用的一种方法，在控制系统的建模中应用广泛。

系统分类系统可以按照不同维度进行分类，如按照功能、结构、性质和行为等不同维度。这些分类方法可以用于系统的设计、分析和控制。

校正技术用正弦信号进行校正正弦校正法用阶跃信号进行校正阶跃校正法通过调整控制系统的参数来实现校正调试法利用比例、积分和微分三个控制量来控制系统PID控制器

03第3章控制器设计

控制器定义控制器是一种用于控制系统行为的设备或程序，它可以读取系统的状态并输出控制信号以影响系统的行为。

PID控制器按比例响应误差比例控制器消除持续误差积分控制器响应误差变化速率微分控制器

先进控制器利用模型预测未来误差模型预测控制器根据系统响应调整控制参数自适应控制器根据模糊规则控制行为模糊控制器

正比-积分-微分算法PID控制器的设计方法之一，