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如何入门自动控制理论

  • 一个典型的系统响应有什么特点
  • 幅频响应和相频响应
  • 传递函数的零、极点是怎么个回事
  • 什么是闭环控制系统

一、一个典型的系统响应有什么特点

人,对于外界信息的响应,有两个明显特征,一个是“选择性记忆”,另一个是“永久性拖延”。什么是“选择性记忆”——人们只选择记忆自己感兴趣的、认为有价值的信息,而自动筛选掉那些无关紧要的信息,这实际是给大脑减负,减少能量消耗。什么是“永久性拖延呢”?——这个就很好解释了,就一个字:“懒”。 那对于一个更简单普遍一些的系统(线性时不变系统,简称LTI),它的响应是什么呢?——和人类似,它也有“选择性记忆”和“永久性拖延”,只不过改了个名字:“选择性记忆”叫做“幅值有衰减”;“永久性拖延”叫做“相位有延迟”。

二、幅频响应和相频响应

举个简单的例子——弹簧振子来说明一下。 这是一个单输入(质量块激励力)单输出(质量块位移)系统,质量块可以看成一个刚体(质点),两端分别通过一个弹簧和一个阻尼器连接到壁面上。弹簧提供与位移成正比的力,阻尼器提供与速度成正比的力,质量块在有加速下还会产生惯性力,这是一个典型的二阶系统。 惯性力+阻尼力+弹性力=外界激励

现在假设用一个交变的正弦力 [公式] 去激励这个弹簧振子,会出现什么响应呢呢?——俗话说:“龙生龙,凤生凤,老鼠的儿子会打洞”,试验和理论分析结果都表明:当给LTI系统一个正弦激励时,其响应也是一个正弦,而且频率不变。

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