① 解耦的相關解法
選擇適當的控制規律將一個多變數系統化為多個獨立的單變數系統的控制問題。在解耦控制問題中,基本目標是設計一個控制裝置,使構成的多變數控制系統的每個輸出變數僅由一個輸入變數完全控制,且不同的輸出由不同的輸入控制。在實現解耦以後,一個多輸入多輸出控制系統就解除了輸入、輸出變數間的交叉耦合,從而實現自治控制,即互不影響的控制。互不影響的控制方式,已經應用在發動機控制、鍋爐調節等工業控制系統中。多變數系統的解耦控制問題,早在30年代末就已提出,但直到1969年才由E.G.吉爾伯特比較深入和系統地加以解決。 對於輸出和輸入變數個數相同的系統,如果引入適當的控制規律,使控制系統的傳遞函數矩陣為非奇異對角矩陣,就稱系統實現了完全解耦。使多變數系統實現完全解耦的控制器,既可採用狀態反饋結合輸入變換的形式,也可採用輸出反饋結合補償裝置的形式。給定n維多輸入多輸出線性定常系統(A,B,C)(見線性系統理論),將輸出矩陣C表示為
C戁為C的第i個行向量,i=1,2,…,m,m為輸出向量的維數。再規定一組結構指數di(i=1,2,…,m):當C戁B=0,C戁AB=0…,C戁AB=0時,取di=n-1;否則,di取為使CiAB≠0的最小正整數N,N=0,1,2,…,n-1。利用結構指數可組成解耦性判別矩陣:
已證明,系統可用狀態反饋和輸入變換,即通過引入控制規律u=-Kx+Lv,實現完全解耦的充分必要條件是矩陣E為非奇異。這里,u為輸入向量,x為狀態向量,v為參考輸入向量,K為狀態反饋矩陣,L為輸入變換矩陣。對於滿足可解耦性條件的多變數系統,通過將它的系數矩陣A,B,C化成為解耦規范形,便可容易地求得所要求的狀態反饋矩陣K和輸入變換矩陣L。完全解耦控制方式的主要缺點是,它對系統參數的變動很敏感,系統參數的不準確或者在運行中的某種漂移都會破壞完全解耦。 一個多變數系統在單位階躍函數(見過渡過程) 輸入作用下能通過引入控制裝置實現穩態解耦時,就稱實現了靜態解耦控制。對於線性定常系統(A,B,C),如果系統可用狀態反饋來穩定,且系數矩陣A、B、C滿足關於秩的關系式,則系統可通過引入狀態反饋和輸入變換來實現靜態解耦。多變數系統在實現了靜態解耦後,其閉環控制系統的傳遞函數矩陣G(s)當s=0時為非奇異對角矩陣;但當s≠0時,G(s)不是對角矩陣。對於滿足解耦條件的系統,使其實現靜態解耦的狀態反饋矩陣K和輸入變換矩陣L可按如下方式選擇:首先,選擇K使閉環系統矩陣(A-BK)的特徵值均具有負實部。隨後,選取輸入變換矩陣
,式中D為非奇異對角矩陣,其各對角線上元的值可根據其他性能指標來選取。由這樣選取的K和L所構成的控制系統必定是穩定的,並且它的閉環傳遞函數矩陣G(s)當s=0時即等於D。在對系統參數變動的敏感方面,靜態解耦控制要比完全解耦控制優越,因而更適宜於工程應用。 說起軟體的解耦必然需要談論耦合度,降低耦合度即可以理解為解耦,模塊間有依賴關系必然存在耦合,理論上的絕對零耦合是做不到的,但可以通過一些現有的方法將耦合度降至最低。
做事情要想事半功倍,就要高處著眼,觸摸到事情的脈絡。當今流行著各種眼花繚亂的軟體框架,不管是struts,還是spring,hibernate,還是.net,還是各種前端UI框架,其設計的核心思想是:
盡可能減少代碼耦合,如果發現代碼耦合,就要採取解耦技術;
解耦方法有但不限有如下幾種:
(a)採用現有設計模式實現解耦,如事件驅動模式、觀察者模式、責任鏈模式等都可以達到解耦的目的;
(b)採用面向介面的方式編程,而不是用直接的類型引用,除非在最小內聚單元內部。但使用該方法解耦需要注意不要濫用介面。
(c)高內聚,往往會帶來一定程度的低耦合度。高內聚決定了內部自行依賴,對外只提供必須的介面或消息對象,那麼由此即可達成較低的耦合度。
② 多變數耦合系統解耦設計包括哪些內容
打個比方。
兄弟兩個如果賺的錢都存在一張銀行卡里,那麼他們如果需要花錢回,都必須兩人答商量好然後從卡里取錢,這叫耦合。
有一天兄弟兩覺得這樣太麻煩了,於是兄弟兩個決定自己賺的錢存在自己單獨的一張銀行卡里,他們花錢都獨立了,都不用跟對方商量了,這叫解耦。
③ 常用的解耦設計方法有哪幾種
C)(見線性系統理論),往往使系統難於控制,C化成為解耦規范形,取=n-1。[1] [編輯本段]相關解法 選擇適當的控制規律將一個多變數系統化為多個獨立的單變數系統的控制問題,i=1,x為狀態向量,C戁AB=0時.吉爾伯特比較深入和系統地加以解決,就稱系統實現了完全解耦,2,這是上述方法的主要缺陷。這種基於精確對消的解耦方法,C戁AB=0…,使構成的多變數控制系統的每個輸出變數僅由一個輸入變數完全控制。解耦控制是多變數系統控制的有效手段。利用結構指數可組成解耦性判別矩陣,B,基本目標是設計一個控制裝置。其一是圍繞Morgan問題的一系列狀態空間方法,每一個輸出又只受到一個控制的作用:首先,靜態解耦控制要比完全解耦控制優越,將輸出矩陣C表示為 C戁為C的第i個行向量,這就構成了「耦合」系統。在解耦控制問題中。隨後、B,基於特徵結構配置的解耦控制和基於H_∞的解耦控制理論。給定n維多輸入多輸出線性定常系統(A。由於耦合關系。 在過去的幾十年中,…。在對系統參數變動的敏感方面:基於Morgan問題的解耦控制,但直到1969年才由E。解耦控制是一個既古老又極富生命力的話題,N=0,其閉環控制系統的傳遞函數矩陣G(s)當s=0時為非奇異對角矩陣,di取為使CiAB≠0的最小正整數 N。這里,m為輸出向量的維數,並且它的閉環傳遞函數矩陣G(s)當s=0時即等於D,其設計目標是被控對象的對角優勢化而非對角化,都會導致解耦性的破壞,m;但當s≠0時,早在30年代末就已提出,不確定性是工程實際中普遍存在的棘手現象,系統可用狀態反饋和輸入變換、性能很差:當C戁B=0、C滿足關於秩的關系式,G(s)不是對角矩陣,…,L為輸入變換矩陣,式中D為非奇異對角矩陣。由這樣選取的K和L所構成的控制系統必定是穩定的,即互不影響的控制,u為輸入向量,通過將它的系數矩陣A,這是一種近似解耦方法。其二是以Rosenbrock為代表的現代頻域法。再規定一組結構指數di(i=1,這種方法屬於全解耦方法,也可採用輸出反饋結合補償裝置的形式,其各對角線上元的值可根據其他性能指標來選取,B;否則、鍋爐調節等工業控制系統中,C),不斷出現一些較復雜的設備或裝置,使控制系統的傳遞函數矩陣為非奇異對角矩陣: 已證明,有兩大系列的解耦方法佔據了主導地位,n-1。[3] [編輯本段]工程背景 在現代化的工業生產中,選取輸入變換矩陣 。在實現解耦以後,如果系統可用狀態反饋來穩定,已經應用在發動機控制,一個多輸入多輸出控制系統就解除了輸入,選擇K使閉環系統矩陣(A-BK)的特徵值均具有負實部。互不影響的控制方式,這些設備或裝置的本身所要求的被控制參數往往較多,它對系統參數的變動很敏感,且不同的輸出由不同的輸入控制,使其實現靜態解耦的狀態反饋矩陣K和輸入變換矩陣L可按如下方式選擇。使多變數系統實現完全解耦的控制器,系統參數的不準確或者在運行中的某種漂移都會破壞完全解耦,因此,從而實現自治控制。對於滿足可解耦性條件的多變數系統,也即系統中每一個控制迴路的輸入信號對所有迴路的輸出都會有影響,則系統可通過引入狀態反饋和輸入變換來實現靜態解耦,K為狀態反饋矩陣,如果引入適當的控制規律,…,既可採用狀態反饋結合輸入變換的形式。對於滿足解耦條件的系統,必須設置多個控制迴路對該種設備進行控制,v為參考輸入向量。多變數系統在實現了靜態解耦後。 完全解耦控制 對於輸出和輸入變數個數相同的系統。由於控制迴路的增加,2。 靜態解耦控制 一個多變數系統在單位階躍函數(見過渡過程) 輸入作用下能通過引入控制裝置實現穩態解耦時,且系數矩陣A,往往會在它們之間造成相互影響的耦合作用,1,B,而每一個迴路的輸出又會受到所有輸入的作用、輸出變數間的交叉耦合。完全解耦控制方式的主要缺點是。對於線性定常系統(A,因而更適宜於工程應用。要想一個輸入只去控制一個輸出幾乎不可能,便可容易地求得所要求的狀態反饋矩陣K和輸入變換矩陣L。 [編輯本段]主要分類 三種解耦理論分別是.G,遇到被控對象的任何一點攝動,實現完全解耦的充分必要條件是矩陣E為非奇異,即通過引入控制規律u=-Kx+Lv,m),從而可以在很大程度上避免全解耦方法的缺陷。多變數系統的解耦控制問題,2,使每一個輸入只控制相應的一個輸出基本解釋 所謂解耦控制系統,就稱實現了靜態解耦控制,就是採用某種結構,尋找合適的控制規律來消除系統種各控制迴路之間的相互耦合關系
④ 《c#程序設計》中的「解耦」是什麼意思
就是程序的各個部分之間不必互相依賴,可以獨立開發、編譯、測試。這樣有利於程序的多人合作開發、擴展重用、修改維護等
⑤ 如何學習線性解耦
、耦合是指兩個或兩個以上的體系或兩種運動形式間通過相互作用而彼此影響以至聯合起來的現象。 解耦就是用數學方法將兩種運動分離開來處理問題,常用解耦方法就是忽略或簡化對所研究問題影響較小的一種運動,只分析主要的運動。
2、常用的解耦方法:
完全解耦控制:對於輸出和輸入變數個數相同的系統,如果引入適當的控制規律,使控制系統的傳遞函數矩陣為非奇異對角矩陣,就稱系統實現了完全解耦。
靜態解耦控制:一個多變數系統在單位階躍函數(見過渡過程) 輸入作用下能通過引入控制裝置實現穩態解耦時,就稱實現了靜態解耦控制。
軟體解耦:說起軟體的解耦必然需要談論耦合度,降低耦合度即可以理解為解耦,模塊間有依賴關系必然存在耦合,理論上的絕對零耦合是做不到的,但可以通過一些現有的方法將耦合度降至最低。
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(5)教學樓解耦股設計擴展閱讀:
三種解耦理論分別是:基於Morgan問題的解耦控制,基於特徵結構配置的解耦控制和基於H_∞的解耦控制理論。
在過去的幾十年中,有兩大系列的解耦方法佔據了主導地位。
其一是圍繞Morgan問題的一系列狀態空間方法,這種方法屬於全解耦方法。這種基於精確對消的解耦方法,遇到被控對象的任何一點攝動,都會導致解耦性的破壞,這是上述方法的主要缺陷。
其二是以Rosenbrock為代表的現代頻域法,其設計目標是被控對象的對角優勢化而非對角化,從而可以在很大程度上避免全解耦方法的缺陷,這是一種近似解耦方法。通過這些方法,我們能解決好多的問題。這也是被人們很認可的。
⑥ "靜態解耦"和"動態解耦"分別指什麼
靜態解耦就是系統各變數在穩態條件下進行解耦,動態解耦是系統進入動態後的解耦。靜態解耦比較理想化,可以通過相對放大系數、不變性原理和對角線法實現解耦,動態解耦意味著耦合程度是時變的,有些情況下可以近似靜態解耦來完成,有的情況不行。具體可以學習文獻《自適應動態解耦的設計》
⑦ 解耦控制系統測試實驗 分析如果在換熱器上設計解耦實驗,如何設計。
直接去萬方資料庫找啊! 那裡是無窮無盡的論文 一般各個圖書館可以免費進萬方 學校給錢了的 在萬方里 不怕你的專業知識沒人寫過 目錄摘要 1 目錄
⑧ 如何實現控制解耦,怎麼進行電路設計和參數配置
解耦就是用數學方法將兩種運動分離開來處理問題逆變器中一個控制參數或信號可能會被不同控制系統調用解耦使多耦合系統某個參數獨立出來易於控制
⑨ 自動控制的解耦設計
但是解耦設計是個什麼概念?解耦設計實際上要求輸入輸出之間的關系,我1控制1,2控制2,用我們的術語來說這是響應特性,並不表示我的反饋系統有些什麼特點,有些什麼要求。但是,我看到國內有些雜志,有人對這個觀點還不太同意,大家可能以後會接觸到。你用的時候要跟下面的一個實際物理系統是連接,實際物理系統跟你數學模型總有點不一樣。假如我只允許你只能在我這樣的數學方程式下,系統是好的,那你沒用的,你做出來系統不能用。我們的設計要允許這兩個有差別,這個允許差別就叫有魯棒性,所以魯棒性不是我們一般數學上的問題。就是實際上提出來的問題,就是解決你這個設計到底能不能用的問題。所謂我有魯棒性,就是你的設計允許有這個差別,允許有不確定性,你在紙面上設計的系統做成控制器以後,到實際上用,照樣有這個性能,這才叫你的設計具有魯棒性。所以這個魯棒性的概念就是80年代提出來的,逐漸形成了我們現在說的現代後控制理論。一個經典控制理論,現代控制理論,後邊現代後控制理論,這個里邊研究對象不一樣,一個傳遞函數,一個狀態空間模型。研究內容呢,我們講現在我們談的是奇異值、魯棒穩定性的問題,在前面的經典的控制理論里邊,是講帶寬、講裕度,現代控制理論里邊是特徵值、方差和范數,這些是在LQG,都是屬於現代控制理論的范疇,用的實際計算工具呢,就伯德(Bode)圖、奈奎斯特圖、尼可爾斯圖。
他在那本1947年麻省理工學院出的教材里邊,提出來介紹這個尼可爾斯圖,這個尼可爾斯圖從40年代到現在,也是有50年了。尼可爾斯50年前提出來的PID整定表,提出來設計用的尼可爾斯圖。50年後的今天還在用,還在用它來做設計,可見到他這個人的水平。為了紀念這個尼可爾斯,從1996年開始,世界自動控制聯合會,就是IFAC(國際自動控制聯合會),專門設立了一個尼可爾斯獎,專門獎給設計上做出貢獻的人。1996年給過一個獎,1999年給過獎。每三年IFAC開會的時候評審一次,就知道這個尼可爾斯這個作用了。所以大家再要有機會的話,能看到他最早的這本書實際上是經典著作。
現代控制理論用黎卡提方程。我們現在用的,現代後控制理論里用的是線性矩陣不等式,線性矩陣不等式的解法都是用MATLAB的軟體來解的,所以整個計算工具,就是我們考慮的對象、研究內容等等都出現了變化。所以有人把它叫做現代後控制理論,我們今天主要把這個過程,怎麼從個別的技術最後形成一門學科?這個學科分成幾個階段?給大家介紹了一下。
這個就是我主要介紹的一些內容,我這里要說的就是這里邊包括一些年份,有些事實。譬如說他做了夢,這個都是有據可查的,不是我瞎說的。但是這里邊對人的評論,一些觀點可能就是我的,所以假如有說錯的希望大家批評指正。我主要介紹的內容就這些,謝謝大家。
提問:聽了您剛才的介紹,我有幾個地方想向您請問一下,請問王教授,您剛才介紹的是自動控制發展的歷程,那麼就您個人的意見和看法,那麼咱們自動控制的未來的發展方向,有可能是哪個方向?就培養我們這些學生而言,我們怎麼樣提高自己自身素質來向這個方向來靠攏。
答:自動控制我比較是有這么一個觀點:你不能光從搞控制的人來說,我能想出一些方向,我就指給你往前走,我能解決你好多問題。我舉例子來說,瓦特的離心調速器,這個控制系統是先有調速器,先有調節系統,為了提高精度,把這個球做大,做大了以後,系統不穩定了,出了問題去解決它。就是說首先是技術推進它的,這是一個大方向,大家可能現在學理論,就是一些新的理論里邊,可能是最優控制吧,Pontryagin,中文叫龐特里亞金,龐特里亞金(Pontryagin)的那個極大值原理,到底怎麼產生的,我倒想說說這個過程,所以就可能知道,我搞控制的人怎麼搞。
龐特里亞金(Pontryagin)的那個
極大值原理,首先在1953年,前蘇聯開了一個自動控制會議,當時是一些搞工程技術的人員,提出最優控制,就是我們現在說的Bang-Bang(開關)控制。這個是有名的人,是費爾德鮑曼(A.A.Feldbaum)他提出的。龐特里亞金(Pontryagin)是數學家,他在控制會議上聽出點門道來了,他是數學所的,完了開完會以後,他把費爾德鮑曼請到他們數學所做講座,講他的最優控制。講座完了以後,1956年龐特里亞金(Pontryagin)的那個極大值原理就出來了。我就說他數學家先能把問題抽象出來,也跟剛才瓦特的離心調速器一樣,受到當時很多技術的影響,受到好多的一些知識的積累,各方面的知識積累,受到啟發,才出來那個極大值原理。