P2U5A-Introduction-to-Modern-Control-Theory---第二部分.ppt
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1、自动化专业英语教程自动化专业英语教程教学课件July 28,2007Email:http:/P2U5A Introduction to Modern Control Theory 第二部分第五单元课文第二部分第五单元课文A 现代控制理论简介现代控制理论简介A 现代控制理论简介现代控制理论简介 1.课文内容简介:主要介绍现代控制理论中现代控制理论产生的背景与原因,与传统控制理论之间的差别及其优点,状态的概念等内容。2.温习现代控制理论中绪论的内容。3.生词与短语constraint n.强迫,约束multiply v.加倍,倍增stimulus n.刺激,鼓励optimal control 最优
2、控制dominate v.支配,使服从package n.包very large scale integrated circuits(VLSI)超大规模集成电路P2U5A Introduction to Modern Control Theory 第二部分第五单元课文第二部分第五单元课文A 现代控制理论简介现代控制理论简介numerical adj.数字的matrix n.矩阵 pl.matriceslinear vector space 线性矢量空间ad hoc 尤其,特定地alleviate v.减轻,缓和arbitrary adj.任意的formulation n.公式化(表达)impl
3、ementation n.实现,履行attain v.达到,实现constitute v.构造,组织insofar as 到这样的程度,在范围内continuum n.连续gross national product 国民生产总值trade deficit 贸易赤字scalar adj.数量的,标量的;n.数量,标量P2U5A Introduction to Modern Control Theory 第二部分第五单元课文第二部分第五单元课文A 现代控制理论简介现代控制理论简介n-dimensional adj.n维的circumstance n.状况,环境4.难句翻译1 The transi
4、tion from simple approximate models,which are easy to work with,to more realistic models produces two effects.从易于处理的简单近似模型到实际一些的模型的转换存在两方面问题。2 It provides an ideal formulation for computer implementation and is responsible for much of the progress in optimization theory.它(现代控制理论)为计算机实现提供了理想的公式化方法,并对
5、最优化理论的发展起了重要作用。P2U5A Introduction to Modern Control Theory 第二部分第五单元课文第二部分第五单元课文A 现代控制理论简介现代控制理论简介 条件,才能建立有用的输入输出关系。然而,现代控制理论是基于微分方程本身的直接使用。尽管经典控制理论的技术是强有力的,而且相对简单,但它的确存在一些局限和缺点,这些缺点会随着被控对象和控制系统的复杂化而加剧,这正是现代控制理论出现的原因。几种因素为现代控制理论的发展提供了动力:1.处理更为实际的系统模型的需要。2.侧重点移向最优控制和最优系统设计。3.计算机技术的持续发展。4.先前方法的缺陷。5.对其他
6、知识领域已知方法的应用能力的认识。从易于处理的简单近似模型到实际一些的模型的转换产生了两种作用(存在着两个方面的问题)。第一,大量的变量必须包含在模型中。第二,更实际的模型更容易包含非线性和时变参数。以前系统被忽视的方面,如与周围环境的相互作用和通过环境的反馈往往被包含进来。P2U5A Introduction to Modern Control Theory 第二部分第五单元课文第二部分第五单元课文A 现代控制理论简介现代控制理论简介 技术社会的发展正朝向更加雄必勃勃的目标前进。这也意味着要处理有着大量相互作用部件的复杂系统。对更高精度和效率的要求已经改变了控制系统性能的重点。以超调量、调节
7、时间、带宽等词来描述的经典的技术要求,在很多情况中已让位于最优判据如最小能量、最小代价、最小时间。最优化这些判据难以避开所不希望的非线性。最优控制理论常常要求使用非线性、时变的控制规律,即使基本系统是线性和时不变的。计算机技术的不断发展在控制领域产生了重要的影响,数字计算机快速的处理能力和巨大的存储容量,使得求解带有复杂高阶微分方程的实际问题成为可能。经典控制理论主要是(由.支配)图形方式,因为在那个时代这是解决特定问题的唯一方法。现在每一位控制设计者都可以轻松地使用功能强大的计算机(软件)包进行系统分析和设计。尽管计算机可以用于实现经典的变换反变换方法,但用它来直接求解(计算)P2U5A I
8、ntroduction to Modern Control Theory 第二部分第五单元课文第二部分第五单元课文A 现代控制理论简介现代控制理论简介 微分方程的数值解往往效率高。随着超大规模集成电路的发展,微型计算机的价格、尺寸和可靠性使它们能够常规地用于许多系统中。计算机现在就像控制系统的一个部件一样被很平常地使用。现代控制理论正好适合上述的趋势,因为它的时域技术和它的数学语言(矩阵、线性矢量空间等等)用计算机处理时非常理想。计算机是状态变量方法存在的一个主要原因。大多数经典控制技术是面向单输入单输出(也许有几个输入输出)的线性常系数系统。经典技术的语言是拉普拉斯或变换和传递函数,当存在非
9、线性时变的时候,经典技术就失去了正确的基础。一些成功的技术如相平面法、描述函数和其他特定方法被开发出来以缓解这个缺点。然而,最大的成功被限制在低阶系统中。现代控制理论的状态变量方法提供了一个统一的、强有力的、表达任意阶的线性或非线性的、时变或常系数的系统的方法。它为计算机实现提供了理想的公式化表达,也导致了在最优化理论方面的一些进步。P2U5A Introduction to Modern Control Theory 第二部分第五单元课文第二部分第五单元课文A 现代控制理论简介现代控制理论简介 在任何固定的时刻,系统状态可以由一组变量xi的值来描述,xi称作状态变量。热力学系统的一个状态变量
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