jeg ville bare gjøre ting litt tydeligere her fordi det ser ut til at ideen om open loop/closed loop/forward transfer-funksjonen har blitt litt mystified og virker ikke nøyaktig selv om det egentlig er.
hvis du har et dynamisk system med inngang \$u (s)\$, utgang \$y(s)\$ definert som:$$\frac{y(s)}{u(s)} = G(s) $ $
Dynamiske systemer beskrevet med overføringsfunksjoner er idealiserte, generaliserte og abstraherte, mange forskjellige systemer kan beskrives med samme overføringsfunksjon. Fra overføringsfunksjonen kan du ideelt finne ut alt du trenger å vite om systemet fra kontrollingeniørens synspunkt, men det er ofte ikke tilfelle.Overføringsfunksjoner kan være stabile og ustabile:
- Stabil-alle poler er negative
- DC-motor (akselhastighet, armaturstrøm)
- Romtemperatur…
- Ustabil-minst en pol er positiv eller lik null
- Invertert pendel
- Ball på plate
- Segway, Onewheel,..
i det generelle er overføringsfunksjonens oppførsel, poler og nuller, tidskonstanter og karakteristiske frekvenser forskjellige, så du vil at de skal være og der for derfor trenger du en kontroller. Det er to typer kontroll du kan søke på det fysiske systemet definert som det ovenfor:
- Åpen sløyfe kontroll
- Lukket sløyfe kontroll
Åpen sløyfe kontroll
åpen sløyfe kontrollprosedyre er ikke avhengig av målinger av de kontrollerte variablene og antar at systemadferd er velkjent og deterministisk, derfor kan den styres uten kunnskap hva som skjer med utgangsverdien \$y (s)\$.
den komplette overføringsfunksjonen for åpen sløyfe(også kjent som videresendingsfunksjon) er ikke lenger mellom input \$u(s)\$ og output \$y(s)\$, men settpunktverdien (referanse) for output \$r(s)\$ og \$y(s)\$:$$ \frac{y(s)}{r(s)} = C(s)g(s)$$
med polene og nullene til kontrolleren \$c(s)\$ Kan Du Justere oppførselen til ditt komplette system, til og med stabilisere det i teorien. I teorien ville den perfekte kontrolleren av open loop-prosedyren være:$ $ C(s) = \frac{1}{G (s))} $$
Men hva skjer i teorien er at systemer har usikre stokastiske forstyrrelser \$d (s)\$, som du ikke kan forutse. Og enda viktigere kan du ikke kompensere uten måling. Disse forstyrrelsene kan være en enkel som måling støy, men kan være mye mer komplisert og skadelig.
for å kunne kompensere delene av de stokastiske delene av systemet må du introdusere en slags måling. Og derfor må du «lukke kontrollsløyfen».
Lukket sløyfe kontroll
Lukket sløyfe kontroll er overalt, og Den har godt beskrevet og dokumentert synteseprosedyrer og analyserammer. Følgende bilde viser enkel generell lukket sløyfe blokkdiagram.
den komplette overføringsfunksjonen til den lukkede sløyfen er avledet slik:$ $ d (s) = 0 $$$$ y(s) = \BigC(s)G(s) $ $ $ $ y(s)\Big = r(s) C(s)G(s) $ $ $ $ \frac{y(s)}{r(s)} = \frac{C (s) g(s)} {1 + C(s) G (s))} $$
Vanligvis, når du designer kontrolleren \$C(s)\$, setter du polene og nullene i open loop transfer-funksjonen, ved Hjelp Av Bode plot, Nyquist plot, root locus, kompensasjonsalgoritmer, loop shaping og lignende.
den enkleste måten å forstå dette på er hvis du ser på den lukkede sløyfeoverføringsfunksjonsnevneren.$$ 1 + C (s)G (s) = 1 + g_{open\, loop}$ $ hva du vanligvis gjør når du har en overføringsfunksjon er at du vurderer røtter av nevnen-polene. Hvis du vil vite hva oppførselen til den nye overføringsfunksjonen skal være, må du løse ligningen:$$ 1 + C (s)G (s) = 0 $$
ved å plassere polene og nullene i den lukkede sløyfeoverføringsfunksjonen riktig, vil du kunne komme unna med mange usikre og stokastiske påvirkninger i systemet, for eksempel:
- Ukjente forstyrrelser
- Ukjente parametere
- Ukjent dynamikk
- systemlinearitet
du kan prøve å følge noen opplæringsprogrammer for å forstå bedre hva prosedyrene er og hva får du fra å bruke lukket sløyfemetode.Mathworks tutorials er stor for disse formålene.