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系统控制与平衡点稳定性优化方案

时间:2023-06-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:我们所掌握的控制问题,是以直立姿态行走,而不是四肢着地的爬行,也是控制让发射火箭上太空成为可能。在生物技术过程中,除去一些自然不稳定的平衡点之外,高产量和高品质通常是相互矛盾的。控制可以使一个系统到不稳定的平衡上,并将其维持在这种状态,以达成理想的高产量高品质的结果。在开环不稳定的情况下,整个系统的运行和安全都依赖控制和预设的对象子系统之间的相互作用。

系统控制与平衡点稳定性优化方案

在某些情况下,被控对象和控制的设计结合在一起实现对在不施加控制的情况下,就完全反常(可能不稳定的)的被控对象的控制。

例如前掠翼超声波飞机有很高的机动性,但是它的飞行是不稳定的,没有计算机的辅助是没法驾驶的。两翼升力微弱的不平衡都会破坏飞机的飞行路线,它需要持续的反馈来实现飞行的调整。飞行员如果不借助自动舵的帮助,很难驾驶这样的飞行器,自动舵可以持续地调节机翼使其保持理想的飞行轨迹,实现飞行器的优势在于前所未有的机动性和反应速度。目前还没有这样的飞机,意味着这是一个很艰难的设计任务。

相似的,如果自行车的后轮受转向装置的影响,车就会非常难骑。将人的期望解释成命令来修正转向角,从而保持理想过程中的自动驾驶仪使驾驶完全不同。

倒立摆就是大家熟知的一个例子。摆的自然位置受重力影响处于下垂状态,然而利用控制和反馈,可以让摆维持在一个不稳定的平衡位置。我们所掌握的控制问题,是以直立姿态行走,而不是四肢着地的爬行,也是控制让发射火箭太空成为可能。事实上,从机械的角度来看,火箭可以近似为一个倒立摆。

生物技术过程中,除去一些自然不稳定的平衡点之外,高产量和高品质通常是相互矛盾的。控制可以使一个系统到不稳定的平衡上,并将其维持在这种状态,以达成理想的高产量高品质的结果。反馈的经济利益(www.xing528.com)

在工程世界里,控制和反馈提供给人们经济利益,就像它在自然安全范围内通过对象或过程,或是在开环不稳定的条件下,从运转获得新的功能的能力,已经证明了其合理性。

在开环不稳定的情况下,整个系统的运行和安全都依赖控制和预设的对象子系统之间的相互作用。

更典型的控制可以提供更复杂、更安全、更可靠性以及质量效率的功能。

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