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取樣資料系統

取樣資料系統(sampled-data system)是一種用離散時間控制器來控制連續時間受控體的控制系統。取樣資料系統是時變系統,但若配合週期性的取樣,也是週期系統,因此可以將受控體離散化,用簡化的離散系統來表示。不過離散模型無法表達在二個取樣點之間的系統特性,這在一些應用中可能有關鍵性的影響。 取樣資料系統多半也會有取樣保持電路,使取樣到的信號在短暫時間內保持定值,以便後續處理。 採用全時間資訊的取樣資料系统分析也產生了一些有挑戰性…

積分飽和

積分飽和(Integral windup或integrator windup)是指PID控制器或是其他有積分器的控制器中的現象,是指誤差有大幅變化(例如大幅增加),積分器因為誤差的大幅增加有很大的累計量,因此造成過沖,而且當誤差變為負時,其過沖仍維持一段時間之後才恢復正常的情形。 成因及特性 積分飽和常因為實際系統的限制所造成,實際系統和理想系統不同,有些理想系統中的訊號,在實際系統中會有飽和問題,因此系統的輸出會限制在其上限或是下限,…

控制重構

控制重構(Control reconfiguration)也稱為控制重組態,是控制理論領域中动力系统的容錯控制,在有故障時調整控制架構。作法在發生嚴重故障(例如致動器或是感測器不運作),影響控制迴路時,系統可以重新調整其控制組態,以避免系統層的失效。控制重構不但包括架構的重新調整,也包括控制器參數為了配合新的架構而作的參數調整。控制重構是回授控制系統增加的重要機能之一。 重構問題 故障建模 右圖是一個主動容錯系統的控制器。 系統正常情形…

美國自動控制委員會

美國自動控制委員會(American Automatic Control Council)簡稱AACC,是在1957年成立的組織,以研究控制理论為主。美國自動控制委員會是的成員,是以下九個成員社團中控制系統部門所組成的協會: 美国航空航天学会(AIAA) 美國化學工程學會(AIChE) (ASCE) 美國機械工程師學會(ASME) 电气电子工程师学会 (IEEE) (ISA) 電腦模擬學會(Society for Computer Si…

增益規劃

增益規劃(gain scheduling)是控制論中的用語,是指用一系統的線性控制器控制非線性系統,設法在不同的系統工作點提供適當的控制。一般會在不同的工作點將系統線性化,再依各工作點選擇參數。增益規劃名稱中雖然有「增益」,不過實際調整的是包括增益在內的系統控制器參數。 增益規劃中會選用一個或多個可觀測的變數(稱為規劃變數)來判斷系統目前工作的條件,以及需要使用哪一個控制器。例如對如飛機的飛行控制系統會選用高度及馬赫數為規劃變數,配合這…

倒雙擺

倒雙擺是結合倒單擺及双摆所得的系統。倒雙擺是不穩定的系統,若不以某種方式控制,倒雙擺一定會倒下來。控制倒雙擺的方式主要分為二種,一種是控制倒單擺底部平面的位移,另一種是在二個單擺之間的樞紐點施加轉矩。 像在自行車及摩托車的動力學中,探討腳踏車平衡方式時,就用將腳踏車和人的系統比作倒雙擺來進行分析。 相關條目 倒單擺 双摆 參考資料 外部連結 * [http://mw.concord.org/modeler1.3/mirror/mecha…

目標值

系統的方塊圖,利用誤差控制系統在目標值附近。正誤差表示回授過低,控制器會增加輸出,負誤差表示回授過高,控制器會減少輸出]] 目標值(target)也稱為設定值(setpoint,簡稱SP)或參考值(reference),是模控學及控制理论中的名詞,是指系統想要達到的狀態 }}

SISO系統

控制工程中的SISO(single-input, single-output)系統是單一輸入單一輸出系統的簡稱,是輸入變數及輸出變數都只有一個的控制系統。在無線電中的SISO是指其发送器及无线电接收机共用同一個天线。 相較於MIMO(多重輸入多重輸出)系統,SISO系統比較簡單,也比較容易在運行時進行其趨勢的預測,以及簡單的估算。MIMO系統的交互作用太多,因此要預測趨勢及估算都比較困難。 SISO系統的控制理論主要是以頻域的分析技術為…

調節器

調節器(regulator)是自动化技术中的一種設備,其功能是可以維持某一特定的特性,實現方式是控制設備中的某特性,使其在一定範圍內。控制此特性的方式是透過特定的條件,或是事先設定的數值,也可能是透過事先規劃的調整架構來調整此一特性。調節器此一概念可以用來泛指調節或控制其他物理量的其他設備裝置。 調節器的例子有稳压器(可以是變壓比例可調整的变压器,或是可以產生固定電壓的電子電路)、壓力調整器(例如呼吸调节器),維持輸出壓力固定較輸入壓力…

時效性網路

時效性網路(Time-Sensitive Networking)也稱為時間敏感網路,簡稱TSN,是IEEE 802.1工作小組中的Time-Sensitive Networking(TSN)工作小組發展的系列標準。TSN工作小組是在2012年11月由已有的(Audio Video Bridging)工作小組更名,繼續其工作。工作小組的更名是反映其工作領域的擴展。此標準會定義以太网上時間敏感傳輸的機制。 此計劃主要是定義IEEE 802.…

工業控制系統

工業控制系統(Industrial control system)簡稱ICS,是用在过程控制上的多種控制系統以及相關的總稱。 工業控制系統可以小到由幾個模組型的控制器組成,也可以是大型互聯及互相影響的分散式控制系統,其中有上千個現場的接線。所有的系統都會透過遠端的感測器量測程序變數(PV),並且接收量測到的資料,將量測資料和理想的目標值(SV)比較,產生透過終端控制元件(FCE)控制流程的命令,終端控制元件可能是等設備。 較大型的系統一…

電流環

電流環是一種類比的電子信号,可以用二條導線進行遠端監控或是控制的應用,利用電流來傳遞訊號,線上同一時間只會有一個電流命令。 電流環主要的應用是用在过程控制應用中的業界標準 4–20 mA電流環,廣泛的用在儀表和PID控制器、数据采集与监控系统(SCADA)以及可编程逻辑控制器(PLC)之間的信號傳輸。4–20 mA信號也用來傳送控制器輸出給調變的現場設備(例如)。電流環的好處是簡單,並且抗雜訊能力高。在國際上有大量的使用者以及設備供應商…

等M圓及等N圓

等M圓及等N圓(M-circles and N-circles)英文也稱為是Hall circles,是控制理论中利用開迴路傳遞函數的奈奎斯特圖(或尼柯尔斯图)來求得其閉迴路傳遞函數數值的繪圖工具。此作法最早是由Albert C. Hall在其控制理論的論文中提出。 建構方式 考慮閉迴路線性控制系統,其開迴路傳遞函數為G(s),反饋路徑的增益為1。其閉迴路傳遞函數為 T(s) = \frac{G(s)}{1+G(s)} 。 若要確認T(…

控制迴路

控制迴路(control loop)是工業控制系統的基礎組件。控制迴路包括了所有為了自動調整過程變數(PV)接近目標值(SV)所需要的實體元件以及控制功能。控制迴路包括了過程感測器、控制功能以及最終控制元件 (FCE),所有自動控制系統都需要這些功能及元件。 應用 插圖中是包括過程變數輸入、控制機能及控制輸出(control output)的控制迴路,會調節最終控制元件(FCE)的動作來改變受控變數(manipulated variab…