开环控制系统.doc

4，什么是反馈控制系统？什么是开环控制系统？闭环与开环控制系统的比较有什么优缺点？5, 试解释如下概念：时变系统和时不变系统。线性系统非线性系统。动态与稳态6,pid控制器中P，I和D都是什么作用？7，自动化专业都需要学那几个系列课程？每个系列举3门课程8，民用航空自动化主要包括哪三个应用领域的内容9，A-SMGCS的含义是什么？在机场自动化领域包含哪些自动化系统？试举出2个实列并说明他们作用和组成10，试说明飞机维修包含那几个阶段？数字化维修应包括哪些内容？11，空管自动化应包括哪些内容？试进行描述4，什么是反馈控制系统？反馈控制系统是基于反馈原理建立的自动控制系统。所谓反馈原理，就是根据系统输出变化的信息来进行控制，即通过比较系统行为（输出）与期望行为之间的偏差，并消除偏差以获得预期的系统性能。在反馈控制系统中，既存在由输入到输出的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反馈通路，两者组成一个闭合的回路。因此，反馈控制系统又称为闭环控制系统。反馈控制是自动控制的主要形式。在工程上常把在运行中使输出量和期望值保持一致的反馈控制系统称为自动调节系统，而把用来精确地跟随或复现某种过程的反馈控制系统称为伺服系统或随动系统。什么是开环控制系统？定义：系统的输出量对系统的控制没有影响的控制系统如果系统的输出端与输入端之间不存在反馈，也就是控制系统的输出量不对系统的控制产生任何影响，这样的系统称开环。与闭环控制系统相对1，什么是开环控制系统？什么是闭环控制系统？它们各有什么优缺点？ 答：开环控制系统由控制器和被控对象组成，由输入端通过输入信号控制被控对象得输出物理量得变化。开环控制系统是最简单的一种控制系统。 闭环控制系统是负反馈控制系统，闭环控制系统具有输入信号控制被控量的通道，同时具有由输出量信号反馈到输入端的反馈通道。负反馈控制系统是按输入信号与输出信号的偏差进行控制的。 开环控制系统简单，但不能抑制系统外部或内部扰动的影响。闭环控制系统不但能抑制扰动的影响，对系统的动态和稳态性能都可能大大提高。 2，闭环控制系统由那些基本环节组成？它们各起什么作用？ 答：闭环控制系统由控制器、被控对象和测量元件等几个基本环节组成。被控对象是设备（或系统）的主体。控制器是将控制信号变成控制作用的部件，实现对设备（或系统）控制的主要部件。测量元件是将被控物理量转换成电信号元件，以实现反馈控制和监测被控物理量的作用时变系统中文名称：时变系统英文名称：time-varying system 定义：其中一个或一个以上的参数值随时间而变化，从而整个特性也随时间而变化的系统。 应用学科：通信科技（一级学科）；通信原理与基本技术（二级学科） 以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布一个系统，在零初始条件下，其输出响应与输入信号施加于系统的时间起点无关，称为非时变系统，否则称为时变系统。特性随时间变化的系统，又称变系数系统。火箭是时变系统的一个典型例子，在飞行中它的质量会由于燃料的消耗而随时间减少；另一个常见的例子是机械手，在运动时其各关节绕相应轴的转动惯量是以时间为自变量的一个复杂函数。时变系统的特点是，其输出响应的波形不仅同输入波形有关，而且也同输入信号加入的时刻有关。这一特点增加了分析和研究的复杂性。对于时变系统来说，即使系统是线性的,也只能采用时间域的描述。描述的基本形式是变系数的微分方程或差分方程。时变系统的运动分析比定常系统要复杂得多。在工程中，应用最广的是所谓冻结系数法，这一方法的实质是在系统工作时间内，分段将时变参数“冻结”为常值，从而可分段地把系统看成为定常系统进行研究。通常，冻结参数法只对参数变化比较缓慢的时变系统才有效。对时变系统控制的一个可能的方案是，在采用估计器对参数进行在线估计的同时，采用适应控制系统实现控制。判别方法：从电路分析上看：元件的参数值是否随时间而变从方程看：系数是否随时间而变时不变系统比较一下时不变系统和时变系统的区别最好有具体例子来说明简单解释如果一个系统，你现在看它是这个样子，一天后看，是另一个样子，就叫时变系统。简单分析的话，我们总在学习时不变系统。比如物理里的稳恒电流。复杂的说，如果一个系统在F（t）的输入下，有一个H（t）的响应，那么如果在F（t+T0）的输入下，响应是H（t+T0），就是时不变系统。简单解释如果一个系统，你现在看它是这个样子，一天后看，是另一个样子，就叫时变系统。简单分析的话，我们总在学习时不变系统。比如物理里的稳恒电流。复杂的说，如果一个系统在F（t）的输入下，有一个H（t）的响应，那么如果在F（t+T0）的输入下，响应是H（t+T0），就是时不变系统。非時變系統是输出不會直接隨著时间变化的系统。 如果输入信号 x(t) 产生输出 y(t) ，那么对于任意时间延遲的输入 x(t + delta) 将得到相同时间延遲的输出 y(t + delta)。 如果系统的传递函数不是时间的函数，就可以满足这个特性。这个特性也可以用示意图的术语进行描述 如果一个系统是时不变的，那么系统框图与任意延时时刻的框图都是可以互换的。 线性系统非线性系统线性系统：状态变量和输出变量对于所有可能的输入变量和初始状态都满足叠加原理的系统。一个由线性元部件所组成的系统必是线性系统。但是，相反的命题在某些情况下可能不成立。线性系统的状态变量(或输出变量)与输入变量间的因果关系可用一组线性微分方程或差分方程来描述，这种方程称为系统的数学模型。非线性系统：一个系统，如果其输出不与其输入成正比，则它是非线性的。从数学上看，非线性系统的特征是叠加原理不再成立。叠加原理是指描述系统的方程的两个解之和仍为其解。叠加原理可以通过两种方式失效。其一，方程本身是非线性的。其二，方程本身虽然是线性的，但边界是未知的或运动的。什么是非线性系统？它有什么特点？ 答 在构成自动控制系统的诸多环节中，根据它们的静态特性不同，可以分为线性环节与非线性环节两大类。 当环节的输入输出静态特性呈现线性关系时，称为线性环节；当环节的输入输出静态特性呈现非线性关系时，称为非线性环节。在构成自动控制系统的环节中，有一个或一个以上的环节具有非线性特性时，这样的系统便是非线性控制系统。 在实际的控制系统中，由于构成控制系统的一些环节都或多或少地存在非线性特性，所以严格地说，任何实际的控制系统都是非线性的控制系统，只不过为了研究方便，经常将系统近似地看成或处理为线性系统，然后用线性控制理论来对系统进行分析与研究。 非线性系统的主要特点有：非线性环节或系统的静态广大系数是变化的，而且一般来说，是输入作用幅值的函数；非线性系统的工作状况以及稳定性，不仅取决于系统的参数，而且与输入量和初始条件有关；非线性系统的输入信息处理不是周期函数时，其输出却可能是周期函数，这时输出的等幅振荡一般称为非线性系统的自持振荡或极限环振荡；线性系统中经常应用的线性叠加原理，在非线性系统中不适用。区别：线性系统对初值不敏感，而非线性系统对初值较敏感。线性系统的状态可以通过线性方程解出，比较容易；而非线性系统就较难。由于线性系统较容易处理，许多时候会将系统理想化或简化为线性系统。严格地说，实际的物理系统都不可能是线性系统。但是，通过近似处理和合理简化，大量的物理系统都可在足够准确的意义下和一定的范围内视为线性系统进行分析。定性地说，线性关系只有一种，而非线性关系则千变万化，不胜枚举。线性是 非线性的特例，它是简单的比例关系，各部分的贡献是相互独立的；而非线性是对这种简单关系的偏离，各部分之间彼此影响，发生耦合作用，这是产生非线性问题 的复杂性和多样性的根本原因。正因为如此，非线性系统中各种因素的独立性就丧 失了：整体不等于部分之和，叠加原理失效，非线性方程的两个解之和不再是原方程的解。因此，对于非线性问题只能具体问题具体分析。动态-英文名称：kinesis 定义：外界刺激引起的非定向的随机活动。 应用学科：昆虫学（一级学科）；昆虫行为与信息化学（二级学科）稳态-生理学家把正常机体在神经系统和体液以及免疫系统的调控下，使得各个器官、系统的协调活动，共同维持内环境的相对稳定状态，叫做稳态。内环境指的是细胞外液血浆、组织液（又称细胞间隙液）和淋巴。内环境理化性质的相对恒定，理化性质包括：温度、pH、渗透压、化学组成等。目前，稳态的概念扩大到泛指体内从细胞和分子水平、器官和系统水平到整体水平的各种生理功能活动在神经和体液等因素调节下保持相对稳定的状态.稳态是内环境恒定概念的引伸与发展。内环境恒定概念是19世纪法国生理学家贝尔纳（Claud Bernard）所提出。他认为机体生存在两个环境中，一个是不断变化的外环境，一个是比较稳定的内环境。内环境是围绕在多细胞动物的细胞周围的细胞外液。内环境的特点是其理化特性及其组成分的数量和性质，处于相对恒定状态，为细胞提供一适宜的生活环境，也是维持生命的必要条件。“内环境恒定是（机体）自由和独立生存的首要条件”，这是贝尔纳对生命现象的高度概括。稳态即相似的状态，是美国生理学家坎农（W.B.Cannon）于本世纪20年代末提出的，是内环境恒定概念的引伸和发展。在坎农时期，稳态主要指内环境是可变的又是相对稳定的状态。稳态是在不断运动中所达到的一种动态平衡；即是在遭受着许多外界干扰因素的条件下，经过体内复杂的调节机制使各器官、系统协调活动的结果，这种稳定是相对的，不是绝对的，一旦稳态遭破坏，就导致机体死亡。编辑本段拓展意义随着控制论和其他生命科学的发展，稳态已不仅指内环境的稳定状态，也扩展到有