Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Text 11. The Philosophy of Classical Control





Developing as it did for feedback amplifier design, classical control theory was naturally couched in the frequency domain and the s-plane. Relying on transform methods, it is primarily applicable for linear time-invariant systems, though some extensions to nonlinear systems were made using, for instance, the describing function.

The system description needed for controls design using the methods of Nyquist and Bode is the magnitude and phase of the frequency response. This is advantageous since the frequency response can be experimentally measured. The transfer function can then be computed. For root locus design, the transfer function is needed. The block diagram is heavily used to determine transfer functions of composite systems. An exact description of the internal system dynamics is not needed for classical design; that is, only the input/output behavior of the system is of importance.

The design may be carried out by hand using graphical techniques. These methods impart a great deal of intuition and afford the control designer with a range of design possibilities, so that the resulting control systems are not unique. The design process is an engineering art.

A real system has disturbances and measurement noise, and may not be described exactly by the mathematical model the engineer is using for design. Classical theory is natural for designing control systems that are robust to such disorders, yielding good closed-loop performance in spite of them. Robust design is carried out using notions like the gain and phase margin.

Simple compensators like proportional-integral-derivative (PID), lead-lag, or washout circuits are generally used in the control structure. The effects of such circuits on the Nyquist, Bode, and root locus plots are easy to understand, so that a suitable compensator structure can be selected. Once designed, the compensator can be easily tuned on line.

A fundamental concept in classical control is the ability to describe closed-loop properties in terms of open-loop properties, which are known or easy to measure. For instance, the Nyquist, Bode, and root locus plots are in terms of the open-loop transfer function. Again, the closed-loop disturbance rejection properties and steady-state error can be described in terms of the return difference and sensitivity.

Classical control theory is difficult to apply in multi-input/multi-output (MIMO), or multi-loop systems. Due to the interaction of the control loops in a multivariable system, each single-input/single-output (SISO) transfer function can have acceptable properties in terms of step response and robustness, but the coordinated control motion of the system can fail to be acceptable.

Thus, classical MIMO or multiloop design requires painstaking effort using the approach of closing one loop at a time by graphical techniques. A root locus, for instance, should be plotted for each gain element, taking into account the gains previously selected. This is a trial-and-error procedure that may require multiple iterations, and it does not guarantee good results, or even closed-loop stability.

The multivariable frequency-domain approaches developed by the British school during the 1970's, as well as quantitative feedback theory, overcome many of these limitations, providing an effective approach for the design of many MIMO systems. (3000)

(from F.L. Lewis. Applied Optimal Control and Estimation)







Дата добавления: 2015-08-17; просмотров: 521. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!




Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...


Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...


Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...


Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Постинъекционные осложнения, оказать необходимую помощь пациенту I.ОСЛОЖНЕНИЕ: Инфильтрат (уплотнение). II.ПРИЗНАКИ ОСЛОЖНЕНИЯ: Уплотнение...

Приготовление дезинфицирующего рабочего раствора хлорамина Задача: рассчитать необходимое количество порошка хлорамина для приготовления 5-ти литров 3% раствора...

Дезинфекция предметов ухода, инструментов однократного и многократного использования   Дезинфекция изделий медицинского назначения проводится с целью уничтожения патогенных и условно-патогенных микроорганизмов - вирусов (в т...

Гидравлический расчёт трубопроводов Пример 3.4. Вентиляционная труба d=0,1м (100 мм) имеет длину l=100 м. Определить давление, которое должен развивать вентилятор, если расход воздуха, подаваемый по трубе, . Давление на выходе . Местных сопротивлений по пути не имеется. Температура...

Огоньки» в основной период В основной период смены могут проводиться три вида «огоньков»: «огонек-анализ», тематический «огонек» и «конфликтный» огонек...

Упражнение Джеффа. Это список вопросов или утверждений, отвечая на которые участник может раскрыть свой внутренний мир перед другими участниками и узнать о других участниках больше...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2026 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия