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callmebb新蟲(chóng) (小有名氣)
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[求助]
求教:線(xiàn)性系統(tǒng)與線(xiàn)性微分方程的關(guān)系。非線(xiàn)性系統(tǒng)能用傳遞函數(shù)來(lái)描述嗎?
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兩個(gè)概念不太理解 一個(gè)是線(xiàn)性系統(tǒng):系統(tǒng)滿(mǎn)足疊加原理,稱(chēng)為線(xiàn)性系統(tǒng)。 另外一個(gè)是線(xiàn)性微分方程:方程系數(shù)是常數(shù)。 是不是線(xiàn)性系統(tǒng)的模型一定是線(xiàn)性微分方程?如果模型是線(xiàn)性微分方程的系統(tǒng)一定是線(xiàn)性系統(tǒng)? 另外:書(shū)上說(shuō)傳遞函數(shù)的概念只適用于線(xiàn)性常微分方程系統(tǒng),為什么呢?那現(xiàn)在普遍用到的評(píng)定系統(tǒng)性能指標(biāo)的方法(比如:階躍響應(yīng)中最大超調(diào)量,調(diào)整時(shí)間)能用于非線(xiàn)性系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與性能評(píng)定嗎? |
不錯(cuò) | 控制 |
木蟲(chóng) (正式寫(xiě)手)
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1.理解線(xiàn)性系統(tǒng) 首先我們要理解 “積分”和“微分”,積分和微分本質(zhì)上就是一種線(xiàn)性運(yùn)算(符合你所說(shuō)的兩條fundamental laws),那么在經(jīng)典控制理論中我們就采用了微分方程的方式來(lái)描述一個(gè)系統(tǒng)(也就是導(dǎo)數(shù)),所以只要這個(gè)微分方程中部出現(xiàn)平方以上階數(shù)那么這個(gè)系統(tǒng)就當(dāng)著線(xiàn)性系統(tǒng)來(lái)描述,也就是線(xiàn)性微分方程描述的系統(tǒng)。 2.當(dāng)然描述一個(gè)系統(tǒng)不可能只用微分方程,拉氏變換后的傳遞函數(shù)也是一種,以及后面你會(huì)學(xué)習(xí)到的狀態(tài)空間法都是對(duì)線(xiàn)性系統(tǒng)的描述模型。一般意義上來(lái)講線(xiàn)性微分方程描述的系統(tǒng)就稱(chēng)為線(xiàn)性系統(tǒng)(時(shí)變,時(shí)不變,離散等等),線(xiàn)性系統(tǒng)是一種理想的系統(tǒng)模型。 3.傳遞函數(shù)其實(shí)就是基于盒子模型我們有輸入輸出,然后用輸入與輸出的比值來(lái)近似構(gòu)筑系統(tǒng)內(nèi)部的機(jī)構(gòu)情形,本身就是一種理想情形。那么久很容易理解為什么是線(xiàn)性常微分方程,否則這個(gè)比值表達(dá)式就可能出現(xiàn)分母項(xiàng)為零(沒(méi)有意義),當(dāng)然這只是一種情形;蛘哒f(shuō)若是復(fù)雜系統(tǒng)本身系統(tǒng)之間的關(guān)系就難以衡量,自然就不能用傳遞函數(shù)。經(jīng)典控制理論里我們用調(diào)節(jié)時(shí)間,超調(diào)量來(lái)衡量系統(tǒng)性能。但是在現(xiàn)代控制理論中我們一般借助于李雅譜諾夫函數(shù)形式來(lái)構(gòu)筑性能指標(biāo),其實(shí)具體來(lái)說(shuō)H-infity控制中我們用性能函數(shù)J,LQR,網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)中也有類(lèi)似的性能函數(shù),實(shí)際上本質(zhì)來(lái)說(shuō)都像是一種能量函數(shù),隨著時(shí)間的增加而漸進(jìn)變化,也就不會(huì)談到什么調(diào)節(jié)時(shí)間,超調(diào)量,不過(guò)從仿真結(jié)果來(lái)看也是有一定意義的,只是不這樣說(shuō)了。 個(gè)人能力有限,淺顯的認(rèn)識(shí),希望有所幫助。 |
新蟲(chóng) (小有名氣)
木蟲(chóng) (正式寫(xiě)手)
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你看的那本現(xiàn)代控制工程書(shū)是沒(méi)錯(cuò)的,國(guó)外學(xué)者不像中國(guó)把控制理論分為經(jīng)典和現(xiàn)代,即使劃分了劃分的方式也不一樣。 傳遞函數(shù)法我提到過(guò)更多強(qiáng)調(diào)的是輸入輸出,被控對(duì)象沒(méi)有仔細(xì)考慮。但是實(shí)際系統(tǒng)中并非輸入輸出都可測(cè),所以傳遞函數(shù)就失去了存在的意義。一般來(lái)講現(xiàn)在研究中會(huì)更注重系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)間關(guān)聯(lián)和屬性,從而構(gòu)筑起輸入輸出之間的關(guān)系,所以就用了其他方法。有線(xiàn)性矩陣方程、泛函分析等等,反正根本上離不開(kāi)的都是矩陣分析,因?yàn)檠芯康氖荕IMO了。 而你看的那本書(shū)才是最基礎(chǔ)的所以提到的都是那些性能指標(biāo)。 控制理論領(lǐng)域現(xiàn)在分布特別廣,每個(gè)領(lǐng)域都有自己的理論分析方法,你才是入門(mén)所以接觸到的只有那些。 |
新蟲(chóng) (小有名氣)
銀蟲(chóng) (小有名氣)
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