1、.1小組成員：王皓辰小組成員：王皓辰 肖連翹肖連翹 張海波張海波 高翱高翱 呂輝呂輝 張從哲張從哲 段良琛段良琛.2l開環控制系統：不將控制的結果反饋回來影響當前控制的系統開環控制系統：不將控制的結果反饋回來影響當前控制的系統 舉例：打開燈的開關舉例：打開燈的開關按下開關后的一瞬間，控制活動已經結束，燈是否按下開關后的一瞬間，控制活動已經結束，燈是否亮起已對按開關的這個活動沒有影響；投籃亮起已對按開關的這個活動沒有影響；投籃籃球出手后就無法再繼續對籃球出手后就無法再繼續對其控制，無論球進與否，球出手的一瞬間控制活動即結束反饋環節一個沒有其控制，無論球進與否，球出手的一瞬間控制活動即結束反饋環節

2、一個沒有反饋環節反饋環節l閉環控制系統：閉環控制是根據控制對象輸出反饋來進行校正的控制方式，閉環控制系統：閉環控制是根據控制對象輸出反饋來進行校正的控制方式，它是在測量出實際與計劃發生偏差時，按定額或標準來進行糾正的。閉環控它是在測量出實際與計劃發生偏差時，按定額或標準來進行糾正的。閉環控制，從輸出量變化取出控制信號作為比較量反饋給輸入端控制輸入量，一般制，從輸出量變化取出控制信號作為比較量反饋給輸入端控制輸入量，一般這個取出量和輸入量相位相反，所以叫負反饋控制，自動控制通常是閉環控這個取出量和輸入量相位相反，所以叫負反饋控制，自動控制通常是閉環控制。比如家用空調溫度的控制制。比如家用空調溫度

3、的控制 .3l1、有無反饋；l2、是否對當前控制起作用。開環控制一般是在瞬間就完成的控制活動，閉環控制一定會持續一定的時間，可以借此判斷饋環節.4l控制過程中，沒有反饋環節，不能對控制結果加以修正、調節。是個單程的控制流向。這種控制，稱為開環控制。以投籃為例。.5大腦控制信號手臂,肢體籃球控制量籃球落點.6l按時序控制的系統l控制過程始終是隨時間的前進而前進的，沒有回頭。.7l控制過程中有反饋環節可以把控制結果反饋回來與期望值進行比較,并根據它們的誤差及時調整控制作用，控制流向形成了閉合回路.8控制器（電子或微機控制裝置）被控對象（加熱爐）被控量（爐內溫度）給定量（設定的溫度）檢測裝置（熱電偶

4、）控制量（電壓）比較器 加熱爐的溫度自動控制系統執行器（加熱器）.9.10 值得一提的是，復雜的閉環控制也未必都屬于自動控制。汽車的駕駛就是一個常見的實例：汽車沿著道路行駛，必須有人的操控，從控制的角度看，屬于人工控制，這時我們是將人與車作為一個整體，看成一個系統。駕駛員通過操控方向盤、油門、剎車等機構，控制車輛行駛的狀態；同時，駕駛員還通過視覺，查看車輛與前方道路或障礙物的位置關系信息，根據這一信息不斷修正自己的操作，使車輛按照預定的路線軌跡行駛。在這一過程中，駕駛員通過視覺獲取的信息就是反饋量，因此屬于閉環控制。 .111、有反饋；2、會調整；3、被控量會被控制在一定的值結果穩定；4、“結

5、果”會影響“結果”；5、給定量與被控量是可比較的同一種性質的量。.12辨識的定義辨識的定義 L. A. Zadeh曾給辨識下過這樣的定義：曾給辨識下過這樣的定義：“辨識就是在輸入和輸出數據的基礎上，從辨識就是在輸入和輸出數據的基礎上，從一組給定的模型類中，確定一個與所測系統一組給定的模型類中，確定一個與所測系統等價的模型。等價的模型。” 三要素：三要素： 輸入輸出數據（辨識的基礎）輸入輸出數據（辨識的基礎） 模型類（尋找模型的范圍）模型類（尋找模型的范圍） 等價準則（辨識的優化目標）等價準則（辨識的優化目標）.13.14辨識的基本原理 為了得到模型參數的估計值，通常采用逐步逼近的辦法.15辨識

6、的分類辨識的分類 離線辨識、在線辨識離線辨識、在線辨識 非參數模型辨識、參數模型辨識非參數模型辨識、參數模型辨識 非參數模型辨識（經典辨識）：假定過程是線性非參數模型辨識（經典辨識）：假定過程是線性的前提下不必事先確定模型具體結構。階躍響應、的前提下不必事先確定模型具體結構。階躍響應、脈沖響應、頻率響應、相關分析、譜分析等脈沖響應、頻率響應、相關分析、譜分析等 參數模型辨識（現代辨識）：必須假定一種模型參數模型辨識（現代辨識）：必須假定一種模型結構，通過極小化誤差準則來確定模型參數。最小結構，通過極小化誤差準則來確定模型參數。最小二乘類法、梯度校正法、極大似然法等二乘類法、梯度校正法、極大似然

7、法等.16辨識的內容：步驟：根據辨識目的，利用先驗知識，初步確立模型結構采集數據進行模型參數和結構辨識驗證，獲得最終模型。 .17lclosed-loop system identification 在閉環條件下確定開環系統(或正向通道)的動態性。一般的系統辨識方法都是針對開環控制系統的，于閉環控制系統的辨識，主要是指根據閉環操作所得的數據，在什么條件下可以辨識和如何辨識系統的正通道參數的問題。穩定的閉環系統對于不同反饋作用輸入信號可能有幾乎相同的輸出信號，因此閉環系統輸入和輸出數據所提供的信息比開環的少。所以閉環誤差大于開環辨識。 （實驗驗證）.181.不能輕易切斷過程的反饋回路，否則可能造

8、成過程失控，嚴重影響運行。2.自適應控制問題時，辨識跟控制是有機結合的，這時辨識一定要在閉環情況下進行，以便隨時修改控制規律。3.系統本身就存在著內在的，固有的反饋，因為他們是內部存在的是客觀的，無法解除的。.19Kp比例調節器的比例系數轉速反饋系數（Vmin/r）nnnUUU*npcUKUnUncsdUKU0ed0dCRIUn測速反饋環節電壓比較環節比例調節器電力電子變換器直流電動機 .20式中: 閉環系統的開環放大系數 相當于在測速反饋電位器輸出端把反饋回路斷開后，從放大器輸入起直到測速反饋輸出為止總的電壓放大系數，是各環節單獨的放大系數的乘積。l閉環調速系統的靜特性靜特性表示閉環系統電動

9、機轉速與負載電流（或轉矩）間的穩態關系。 *(1/)(1)(1)psndpsndepseeeK K UI RK K URInCK KCCKCKespCKKK靜特性方程式 ：.214.3 轉速反饋控制的直流調速系統轉速反饋控制的直流調速系統.22在仿真的基礎上，對實驗室規模的蒸汽水熱交換機進行開環與閉環辨識實驗，輸入跟輸出信號都采用工業儀表測量記錄。熱交換機外形尺寸：2001400換熱面積：2M內管尺寸：121.5 共24根，分成四程材料：全部碳鋼2.23熱交換器實驗流程圖.24辨識通道：從蒸汽閥門定位器的輸入電流（mA）至冷水出口溫度（C）冷水流量：2100升/小時飽和蒸汽閥前壓力：1.5kg

10、/cm開環辨識工作點：蒸汽閥門定位器電流5.3（mA） 冷水出口溫度67.0（C ）閉環辨識工作點：蒸汽閥門定位器的輸入電流5.5（mA），冷水出口溫度65.0 （C ）過程調整時間T =195s采樣時間t=15s，數據采樣300個周期。.25本實驗采用目標函數試驗的方式來確定模型階數：目標函數V(n)=et(n)e(n)開環與閉環的目標函數試驗結果如下；所以d=1，n=3，是最合適的模型結構，因為趨于平緩，參數少又不失準確性。（左開右閉）.26所以模型結構應該是：該結構估計的熱交換器模型參數示于下圖.27.28從上表數據中，我們根據下面的公式（相對均方根誤差），可以得出熱交換器閉環和開環辨識的模型誤差分別為0.1392和0.0189。閉環模型誤差雖然比開環辨識大一些，但數值仍然很小，因而兩者都可以用于過程的動態控制。.29 實驗結果表明，對系統進行閉環辨識，可以得到與開環辨識相近的過程模型且不會引起過程輸入輸出大的波動，也不會危及閉環系統的穩定性，因而是最適宜于工業生產過程應用的閉環辨識實驗調節。 按此實驗條件進行了實驗室規模熱交換器的閉環辨識，得到的過程模型，雖然比開環辨識模型稍大，但足可以用于過程控制。 由于閉環辨識能確保生產過程的安全，使用工業儀表即能獲得具有足夠精度的過程控制模型，離線計算簡便迅速，因此可以預見將會在工業生產過程中