halusin vain täsmentää asioita, koska avoimen silmukan/suljetun silmukan/eteenpäin siirtotoiminnon idea tuntuu hieman hämmentyneeltä, eikä se tunnu tarkalta, vaikka sitä todella onkin.
jos sinulla on dynaaminen järjestelmä, jossa tulo \$u (s)\$, tuloste \$y (s)\$ määritellään seuraavasti:$$ \frac{y (S)} {u(S)} = G(s)$$
Siirtofunktioilla kuvattuja dynaamisia systeemejä idealisoidaan, yleistetään ja abstrahoidaan, samalla siirtofunktiolla voidaan kuvata monia eri systeemejä. Siirtotoiminnosta voit mieluiten selvittää kaiken, mitä sinun tarvitsee tietää järjestelmästä ohjausinsinöörin näkökulmasta, mutta näin ei useinkaan ole.Siirtofunktiot voivat olla vakaita ja epävakaita:
- vakaa – kaikki navat ovat negatiivisia
- tasavirtamoottori (akselinopeus, panssarivirta)
- huoneenlämpöinen…
- epästabiili – ainakin yksi napa on positiivinen tai yhtä suuri kuin nolla
- Käänteinen heiluri
- pallo levyllä
- Segway, Onewheel,..
yleisessä, siirtofunktion käyttäytyminen, napat ja nollat, aikavakiot ja ominaisuustaajuudet ovat erilaisia niin haluat niiden olevan ja siellä siksi tarvitset ohjaimen. On olemassa kahdenlaisia ohjaus voit soveltaa fyysisen järjestelmän määritelty edellä:
- avoimen silmukan ohjaus
- suljetun silmukan ohjaus
avoimen silmukan ohjaus
avoimen silmukan ohjausmenetelmä ei perustu kontrolloitujen muuttujien mittauksiin ja olettaa, että järjestelmän käyttäytyminen on hyvin tunnettua ja determinististä, joten sitä voidaan ohjata ilman tietoa, mitä tapahtuu lähtöarvolle \$y(s)\$.
täydellinen avoimen kierron siirtofunktio(tunnetaan myös termiinisiirtofunktiona) ei ole enää tulon \$u(s)\$ ja lähdön \$y(s)\$ välillä, vaan aseta tulosteen \$r (S)\$ ja \$y(s)\$:$$ \frac{y(S)} {r(S)} = C(S) G(S)$$
ohjaimen napojen ja nollien \$c(s)\$ avulla voit virittää koko järjestelmäsi käyttäytymistä, jopa vakauttaa sitä teoriassa. Teoriassa avoimen silmukan menettelyn Täydellinen ohjain olisi:$$ C (s) = \frac{1}{G(S))} $$
mutta mitä tapahtuu teoriassa on, että järjestelmissä on epävarmoja stokastisia häiriöitä \$D (s)\$, jota et voi ennakoida. Ja mikä tärkeintä, et voi kompensoida ilman mittausta. Nämä häiriöt voivat olla yksinkertaisia kuin mittaus melu, mutta voivat olla paljon monimutkaisempia ja haitallisia.
jotta järjestelmän stokastisten osien osat voidaan kompensoida, on otettava käyttöön jonkinlainen mittaus. Ja siksi sinun täytyy ”sulkea ohjauslenkki”.
suljetun kierron ohjaus
suljetun kierron ohjaus on kaikkialla ja sillä on hyvin kuvatut ja dokumentoidut synteesimenetelmät ja analyysikehykset. Seuraavassa kuvassa on yksinkertainen yleinen suljetun silmukan lohkokaavio.
suljetun silmukan koko siirtofunktio johdetaan näin:$$ D(S) = 0 $ $ $ y(s) = \BigC(S) G(S) $ $ $ $ y(s)\Big = r(S)C(S) G(s) $ $ $ $ \frac{y(s)} {r(s)} = \frac{C(S) G(S)} {1 + C(S) G (s))} $$
yleensä, kun suunnittelet ohjain \$C (s) \ $ olet asettamalla napoja ja nollia avoimen silmukan siirto toiminto, käyttäen Bode juoni, Nyquist juoni, root locus, kompensointi algoritmeja, silmukan muotoiluun ja vastaavia.
helpoiten tämän ymmärtää, jos katsoo suljetun silmukan siirtofunktion nimittäjää.$$ 1 + C(s)G (S) = 1 + G_{open\,loop}$$mitä yleensä teet, kun sinulla on siirto toiminto on, että arvioit juuret nimittäjä – napoja. Jos haluat tietää, mitä käyttäytymistä Uusi siirto toiminto tulee olemaan sinun täytyy ratkaista yhtälö:$$ 1 + C (s)G (s) = 0 $$
asettamalla napoja ja nollia suljetun silmukan siirto toiminto oikein voit päästä pois paljon epävarmoja ja stokastisia vaikutteita järjestelmään, kuten:
- tuntemattomat häiriöt
- tuntemattomat parametrit
- tuntematon dynamiikka
- järjestelmän epälineaarisuus
voit yrittää seurata joitakin tutorialeja ymmärtääksesi paremmin, mitä menettelytavat ovat ja mitä hyödyt suljetun kierron menetelmästä.Mathworks tutorials ovat suuria näihin tarkoituksiin.