A. 為實現控制系統的目的，控制系統的策略和結構有哪些
反饋控制很難縟到理想的效果。於是，從80年代起，人們又將自適應控制策略引入柔性結構的主動振動控制。
自適應控制策略［10l：這種方法對系統參數的變化具有較好的自適應性。常規的自適應控制有自校正和模型參考自適應。為了在干擾可測的情況下更好地消除振動，又發展了前饋自適應控制策略。自適應控制策略往往需要對受控結構的參數進行辨識。增加辨識系統，在實時控制時，結構上仍然比較復雜。為此有必要吸收自適應的思想，尋求更為簡潔、明快的自適應控制策略。
，魯棒控制策略：所謂魯棒控制就是通過選擇適當的控制器結構和控制律，使得受控系統的性能對自身模型的不確定性及外部干擾不敏感。目前，應用最多的有滑模變結構控制和Hoo控制。滑模變結構控制通過控製作用先使得系統進入滑模狀態，而滑模面是預先根據控制指標的要求設計的，只要滿足不變性條件，系統對外界的擾動就具有很強的魯律性，現已廣泛地應用於機器人、飛機、衛星的控制系統。應注意的是這種方法由於實現系統中存在遲延，在切換過程中會產生抖動。Hoo控制是新發展起來的一種魯棒控制理論，從理論上講，它可以在保證系統穩定性的條件下，使得控製作用對外部擾動具有相當大的穩定裕度。這種方法目前在轉子系統的主動振動控制中獲得了廣泛的應用，但這種方法的弱點是其理論和實踐上比較復雜，必須根據實際對象予以簡化和改進才行。
B. 跪求機械系統控制大神幫忙解答
根軌跡全部在根平面的左半部分時,系統總是穩定的。 12. 信號流圖中,節點可以把所有輸入支路的信號疊加,並把疊加後的信號傳送到所有的輸出支路。
C. 機械工程式控制制系統典型環節有哪六個
是對工業控制中控制器設計，被控對象建模等復雜的設計里提煉出的基本元素。在你掌握經典環節的基礎上你可以設計控制系統。你可以把自動控制原理中的經典環節理解為編程語言里的函數。
D. 機械控制系統的類型有哪些
機器人控制系統種類很多，它是現代運動控制系統應用的一個分支。目前常用的運動控制器從結構上主要分為以單片機為核心的機器人控制系統、以PLC為核心的機器人控制系統、基於IPC+運動控制器的機器人系統控制系統。 第一種是以單片機為核心的機器人控制系統是把單片機（MCU）嵌入到運動控制器中，能夠獨立運行並且帶有通用介面方式方便與其他設備通訊。單片機是單一晶元集成了中央處理器、動態存儲器、只讀存儲器、輸入輸出介面等，利用它設計的運動控制器電路原理簡潔、運行性能良好、系統的成本低。 第二種是以PLC為核心的機器人控制系統。PLC即可編程邏輯控制器，一種用於自動化實時控制的數位邏輯控制器，專為工業控制設計的計算機，符合工業環境要求。它是自控技術與計算機技術結合而成自動化控制產品。廣泛應用於目前的工業控制各個領域。以PLC為核心的機器人控制系統技術成熟、編程方便，在可靠性、擴展性、對環境的適應性有明顯優勢，並且有體積小、方便安裝維護、互換性強等優點；有整套技術方案供參考，縮短了開發周期。但是和以單片機為核心的機器人控制系統一樣，不支持先進的復雜的演算法，不能進行復雜的數據處理，雖然一般環境可靠性好但在高頻環境下運行不穩定，不能滿足機器人系統的多軸聯動等復雜的運動軌跡。 第三種是基於運動控制器的機器人控制系統。基於IPC+運動控制器是機器人系統系統應用主流和發展趨勢。基於IPC機器人控制系統的軟體開發成本低，系統兼容性好，系統可靠性強，計算能力優勢明顯，因此由於計算機平台和嵌入式實時系統的使用為動態控制演算法和復雜軌跡規劃提供了硬體方面的保障。
E. 自動化控制方式有哪些
自動控制的基本形式：開環控制、閉環控制、補償控制
最基本和最常用的控制方式——PID控制
最熱門的控制方式——智能控制
自動控制的精髓——反饋控制
F. 什麼是控制策略
控制策略是對某一系統或儀器進行控制的策略和方法。換電站主動控制策略由 2 部分組成，一為換電站在架空線路和電纜線路配電網中的故障判別與應對策略，二為配電網故障情況下換電站中所有充放電機的協調控制策略。直流偏差斜率控制策略利用直流 偏差控制策略的偏差特性，利用直流 斜率控制策略的斜率特性，加快了其響能力。
在供電系統和用電設備中，由於輸入電源的多樣性，故改善整流器的性能，減小輸入電流諧波含量，提高系統的功率因數具有重要意義。根據系統接線方式可以分為3P3W(three-phase three-wire)系統以及3P4W(three-phase four-wire)系統。其中3P3W 系統中應用較廣的主要電路拓撲有三相三橋臂整流拓撲和維也納整流拓撲等，如圖1a、1b所示。除此之外，一些應用場合出於防雷、絕緣及中線電流補償等考慮，需要採用3P4W 的連接方式，如並聯有源電力濾波器、動態電壓恢復器和不間斷電源等。常見的3P4W 系統拓撲分為三橋臂-分裂電容拓撲以及四橋臂-全橋拓撲。由於三橋臂-分裂電容拓撲輸入相電壓只能在兩個電平(-Udc/2, Udc/2)間跳變，諧波抑制效果相對較差，從而輸入電流波形的畸變度也較高。對於四橋臂-全橋拓撲（下文以三相四橋臂整流器進行表述），由於增加了一個橋臂，對於電路結構而言，增加了其復雜性。但是在控制上，橋臂的增加使得對電路的控制更為靈活。
單周期控制的PFC 變換器無需產生輸入電流基準，因而不需要使用乘法器和采樣輸入電源電壓，簡化了控制結構，降低了經濟成本，在中小功率場合得到了廣泛的應用 。在傳統單周期控制策略中，載波信號幅值是由電壓調節器產生，變換器輸入電感電流采樣直接作為調制信號與載波交割產生 PWM 信號，並經過相應的邏輯變換生成功率管控制信號，因此傳統單周期控制策略中的PWM 信號可視為是通過SPWM 方式所獲得。在這種調試方式下，三相PFC 變換器輸出電壓較高，直流母線電壓利用率不足，不利於降低開關管耐壓等級和提高系統效率。國內外文獻關於降低單周期控制策略下的PFC 電路輸出直流電壓，提高直流母線電壓利用率鮮有討論。
針對3P4W 系統中的三相四橋臂整流拓撲分析了傳統控制單周期控制策略。提出變革傳統單周期控制策略的調制波形，將3 次諧波注入調制引入到傳統單周期控制策略中，分析了改進後的單周期控制策略，給出了三相四橋臂整流器改進單周期控制策略示意圖。通過改進的單周期控制策略可以降低三相四橋臂整流器輸出電壓，提高直流母線電壓利用率，且不影響系統正常工作。同時，改進的單周期控制策略可推廣至其他三相PFC 變換器。系統模擬與實驗表明了理論分析的正確性。
G. 機械繫統設計的系統法有哪些內容特性
機械繫統設計的系統法就是把研究的對象作為系統或系統的要素和結構，從整體上系統地、全面地進行確定的科學方法。它從系統的觀點出發，著眼於整體與局部、系統與環境、人與機之間的相互聯系和相互作用，並且綜合地、精確地考察研究對象，從而最佳地處理所研究的問題。下面側重闡述系統分解和系統分析的相關內容。
1、系統分解
任何較大的復雜的系統均可分成若幹部分或層次，對於時間過程系統可以分成若干階段。如何將所研究的系統按不同層次或階段，以至逐個地把組成系統的要素或子系統區分開來進行分析，使復雜的系統整體變換成許多簡單的子系統，這就是系統的分解問題。系統整體如何通過分解簡化為若干個子系統，這對於認識整體系統，作出決策，以及協調配合都關系極大。系統分解大體可以分成以下幾種類型：
(1)按空間結構關系進行分解
這是系統分解的常用方法。將系統按空間關系劃分為若干相互關聯的子系統，同一層次的子系統屬平行關系。
例如，一個機械廠如按空間關系可以劃分為鑄造車間、鍛造車間、金工車間、裝配車間、檢修車間等相對獨立的各個子系統，彼此之間雖有聯系，但基本上屬於平行關系。
(2)按系統總目標進行分解
這是將整體系統的總目標劃分為若幹部分的分目標。這種系統分析法有利體現系統不同的屬性。
例如，一台行走式穀物聯合收獲機其總目標是收獲穀物。它可以分解為動力、傳動、執行(包括作物莖稈切斷、穀粒與谷穗分離、穀粒清選等)、操縱控制、行走、支承等相對獨立的子系統。各個子系統分別實現分目標。這種劃分任務明確、目的性強。
(3)按系統模型的關聯性進行分解
這種方法藉助於系統模型的關聯性對系統分解。首先對系統建立主框圖模型，用圖示法或圖表法反映各子目標的相互關系；其次按掌握的資料建立定量的數學模型，反映各子目標的函數關系；其三，將屬性模型轉換為計算機語言以便進行分析計算。通過模型的關聯性分解得到系統的各子系統的相互關系。
(4)按系統控制和管理過程進行分解
為了便於系統工程施工以及進入運行階段的控制和管理，在工程系統中，還必須把一個完整的控制問題變換成一組控制的子問題，然後採取不同方法加以解決。
機械繫統的分解採用第2種方法居多。在進行系統分解時，要特別關注系統的整體性和相關性，並把容易綜合獲得最優的整體方案作為首要條件。
系統分解可以平面分解，也可以分級分解，或者兼有二者的組合分解
系統分解時應注意下述各點：
1)分解數和層次應適宜分解數太少，子系統仍很復雜，不便於子系統的模型化和優化等設計工作；分解數和層次太多，又會給總體系統的綜合設計造成困難。
2)避免過於復雜的分界面對那些聯系緊密的要素不宜分解拆開，即分解的界面應盡可能選擇在要素間結合枝數(聯系數)較少和作用較弱的地方。
3)保持能量流、物質流和信息流的合理流動途徑通常機械繫統工作時都存在著能量、物料和信息三種流的傳遞和變換，它們在從系統輸入到系統輸出的過程中，按一定方向和途徑流動，既不可中斷阻塞，也不能造成干涉或紊流，即便分解成各個子系統，它們的流動途徑仍應明確和暢通。
4)了解系統分解與功能分解的關聯及不同系統分解時，每個子系統仍是一個子系統，它把具有比較緊密結合關系的要素集合在一起，其結構成員雖稍為簡單，但其功能往往還有多項。而功能分解時是按功能體系進行逐級分解，直至不能再分解的單元功能為止。
2、系統分析
系統分析是一種科學的決策方法，其目的是幫助決策者，對所要決策的問題逐步提高其清晰度。它是採用系統的觀點和方法，用定性和定量的工具，對所研究的問題進行系統結構和系統狀態的分析，提出各種可行的方案和替代方案，並進行分析和評價，為決策者選擇最優系統方案提供主要依據。
系統分析的一般程序如下：
1)系統目標設定系統目標是系統分析的出發點和進行評價、決策的主要依據。因此，應進行系統研究——通過對廣泛的資料的分析，獲得有關信息，並利用有效方法(如進行統計和檢驗等)對信息進行處理，以確定系統目標。
2)構造模型模型是實體系統的抽象，它應能表示系統的主要組成部分和各部分的相互作用，以及在運用條件下因果作用和反作用的相互關系。構造模型的目的是用較少的風險、時間和費用來對實體系統作研究和實驗，以便更好地得到系統的性能。模型包括數學模型、實物模型、計算機模擬及各種圖表等。在構造模型時，必須全面考慮系統的各影響因素，分清主次，盡可能如實描述系統的主要特徵。在能滿足系統目標的前提下，應盡量簡化，以需要、簡明、易解為原則。
機械繫統是物理系統，描述物理系統的模型常用圖像模型和數學模型。由於計算機技術的滲透，數學模型的應用越來越廣，尤其是需要對系統進行精確定量分析的場合。
雖然構造模型對於系統分析是很重要的，但也不能排除經驗分析和類比判斷。當設計師能夠根據自己或他人的經驗直觀地作出正確的分析判斷時，也可不必建立模型，但應提出可靠的例證。
3)系統最優化系統最優化就是應用最優化理論和方法，對各個候選方案進行最優化設計和計算，以獲得最優的系統方案。
由於系統的變數眾多，結構通常都很復雜，在系統目標設定時，常常有多個目標，其中有些可能是矛盾的，很難完全兼顧，因此，在多目標的系統分解中，常採取合理的妥協和折中的辦法，如滿意性設計或協調性設計。前者為不一定追求系統的真正最優，而是尋求一個綜合考慮功能、技術、經濟、使用等因素後的滿意的系統；後者在系統中，不一定每項性能指標都達到最優，雖然從局部看不都是最優，但從整體看則是最優，整個系統具有良好的協調性。
4)系統評價系統評價是對系統分析過程和結果的鑒定，其主要目的是判斷所設計的系統是否達到了預定的各項技術經濟指標。
系統的評價對於決策的有效性關系極大，正確的評價可以使決策獲得成功，取得很大的效益，錯誤的評價可以導致決策失敗，付出沉重的代價。
系統評價時，首先要根據系統目標規定一組評價指標，確定系統的評價項目，制定評價的准則。不同的系統應該有不同的評價指標。系統評價的項目是由構成系統的性能要素來確定的，主要包括系統的功能、速度、成本、可靠性、實用性、適應性、壽命、技術水平、生存能力、競爭能力、重量、體積、外觀、能耗等因素。由這些因素構成描述系統的有序集合，可以根據系統所處的實際環境條件安排它們的評價順序。通過對各因素賦予反映價值地位的加權系數，形成一種評價的價值體系。這種價值體系主要是從技術和經濟的角度來進行衡量的。
系統評價應視被評價系統的特點和企業具體條件確定指標體系。一般機械繫統採用較多的評價指標體系是價值和投資體系，對系統總投資費用和總收益進行分析和評價，以選擇技術上先進、經濟上合理的最優系統方案。
H. 簡述機械繫統中，提高系統可靠性的主要措施有哪些
機械產品一般屬於串聯系統.要提高整機可靠性,首先應從零部件的嚴格選擇和控製做起。例如，回優先答選用標准件和通用件；選用經過使用分析驗證的可靠的零部件；嚴格按標準的選擇及對外購件的控制；充分運用故障分析的成果，採用成熟的經驗或經分析試驗驗證後的方案。
I. 機械繫統都有哪些功能要求
現代機械繫統的功能要求非常廣泛，不同的機械繫統因其工作要求、追求目標內和使容用環境的不同，其具體功能的要求也有很大差異。對機械產品功能的理解，人們通常是指該產品的用途、使用性能和工作能力。
各種機械繫統的功能要求大體可歸納為：
①運動要求：如速度、加速度、轉速、調速范圍、行程、運動軌跡以及運動的精確性等。
②動力要求：包括傳遞的功率、轉矩、力、壓力等。
③可靠性和壽命要求：包括機械和零部件執行功能時的可靠性和壽命，零部件的強度、硬度、耐磨性等。
④安全性：包括強度、剮度、熱力學性能、摩擦學特性、振動穩定性、系統工作的安全性及操作人員的安全性等。
⑤體積和重量。
⑥精度：如運動精度、定位精度等。
⑦經濟性：包括機械的設計、製造及使用、維修的經濟性。
⑧環境保護要求：如雜訊、振動、防塵、工業三廢的處理與排放。
⑨產品造型要求：如外觀、色彩、裝飾、人—機—環境的協調性等。
⑩其他特殊要求：除上述要求之外，不同的機械還可有一些特殊要求，如戶外型機械要求良好的防護和密封，食品機械、紡織機械要求不污染被加工產品等。
J. 步進電機有哪些控制策略
步進電機的控制策略：
1、PID控制
PID控製作為一種簡單而實用的控制方法,在步進電機驅動中獲得了廣泛的應用。它根據給定值r(t)與實際輸出值c(t)構成控制偏差e(t),將偏差的比例、積分和微分通過線性組合構成控制量,對被控對象進行控制。文獻將集成位置感測器用於二相混合式步進電機中,以位置檢測器和矢量控制為基礎,設計出了一個可自動調節的PI速度控制器,此控制器在變工況的條件下能提供令人滿意的瞬態特性。文獻根據步進電機的數學模型,設計了步進電機的PID控制系統,採用PID控制演算法得到控制量,從而控制電機向指定位置運動。最後,通過模擬驗證了該控制具有較好的動態響應特性。採用PID控制器具有結構簡單、魯棒性強、可靠性高等優點,但是它無法有效應對系統中的不確定信息。
目前,PID控制更多的是與其他控制策略相結合,形成帶有智能的新型復合控制。這種智能復合型控制具有自學習、自適應、自組織的能力,能夠自動辨識被控過程參數,自動整定控制參數,適應被控過程參數的變化,同時又具有常規PID控制器的特點。
2、自適應控制
自適應控制是在20世紀50年代發展起來的自動控制領域的一個分支。它是隨著控制對象的復雜化,當動態特性不可知或發生不可預測的變化時,為得到高性能的控制器而產生的。其主要優點是容易實現和自適應速度快,能有效地克服電機模型參數的緩慢變化所引起的影響,是輸出信號跟蹤參考信號。文獻研究者根據步進電機的線性或近似線性模型推導出了全局穩定的自適應控制演算法,這些控制演算法都嚴重依賴於電機模型參數。文獻將閉環反饋控制與自適應控制結合來檢測轉子的位置和速度,通過反饋和自適應處理,按照優化的升降運行曲線,自動地發出驅動的脈沖串,提高了電機的拖動力矩特性,同時使電機獲得更精確的位置控制和較高較平穩的轉速。
目前,很多學者將自適應控制與其他控制方法相結合,以解決單純自適應控制的不足。文獻設計的魯棒自適應低速伺服控制器,確保了轉動脈矩的最大化補償及伺服系統低速高精度的跟蹤控制性能。文獻實現的自適應模糊PID控制器可以根據輸入誤差和誤差變化率的變化,通過模糊推理在線調整PID參數,實現對步進電機的自適應控制,從而有效地提高系統的響應時間、計算精度和抗干擾性。
3、矢量控制
矢量控制是現代電機高性能控制的理論基礎,可以改善電機的轉矩控制性能。它通過磁場定向將定子電流分為勵磁分量和轉矩分量分別加以控制,從而獲得良好的解耦特性,因此,矢量控制既需要控制定子電流的幅值,又需要控制電流的相位。由於步進電機不僅存在主電磁轉矩,還有由於雙凸結構產生的磁阻轉矩,且內部磁場結構復雜,非線性較一般電機嚴重得多,所以它的矢量控制也較為復雜。文獻[8]推導出了二相混合式步進電機d-q軸數學模型,以轉子永磁磁鏈為定向坐標系,令直軸電流id=0,電動機電磁轉矩與iq成正比,用PC機實現了矢量控制系統。系統中使用感測器檢測電機的繞組電流和轉自位置,用PWM方式控制電機繞組電流。文獻推導出基於磁網路的二相混合式步進電機模型,給出了其矢量控制位置伺服系統的結構,採用神經網路模型參考自適應控制策略對系統中的不確定因素進行實時補償,通過最大轉矩/電流矢量控制實現電機的高效控制。
4、智能控制的應用
智能控制不依賴或不完全依賴控制對象的數學模型,只按實際效果進行控制,在控制中有能力考慮系統的不確定性和精確性,突破了傳統控制必須基於數學模型的框架。目前,智能控制在步進電機系統中應用較為成熟的是模糊邏輯控制、神經網路和智能控制的集成。
4.1模糊控制
模糊控制就是在被控制對象的模糊模型的基礎上,運用模糊控制器的近似推理等手段,實現系統控制的方法。作為一種直接模擬人類思維結果的控制方式,模糊控制已廣泛應用於工業控制領域。與常規控制相比,模糊控制無須精確的數學模型,具有較強的魯棒性、自適應性,因此適用於非線性、時變、時滯系統的控制。文獻[16]給出了模糊控制在二相混合式步進電機速度控制中應用實例。系統為超前角控制,設計無需數學模型,速度響應時間短。
4.2神經網路控制
神經網路是利用大量的神經元按一定的拓撲結構和學習調整的方法。它可以充分逼近任意復雜的非線性系統,能夠學習和自適應未知或不確定的系統,具有很強的魯棒性和容錯性,因而在步進電機系統中得到了廣泛的應用。文獻將神經網路用於實現步進電機最佳細分電流,在學習中使用Bayes正則化演算法,使用權值調整技術避免多層前向神經網路陷入局部極小點,有效解決了等步距角細分問題。