控制系統正是您認為的：系統開發以控制某事。可能是一種更好的方式來放置它是系統設計控制某事的行為。 “控制系統”一詞的效果含糊不清，我們中的許多人（最初）都不思考它，直到它帶來我們的注意力或者我們將機器人電樞撞向自己並檢查允許恐怖活動是如何允許的發生。通常在此調查期間，我們的內部對話框有一個循環運行，這些循環運行是如下所示：“為什麼系統會讓我以自我毀滅的方式操縱它！？” 我發現的是我自己的無知，我沒有實施適當的控制系統。人們可以宣稱我沒有考慮任何控制系統。我跳過太深，太快（聲音熟悉？）並支付了將旋轉臂撞擊到系統的另一部分的價格。幸運的是，一位朋友介入並修復了我的手臂，並將牆上的一個大霓虹燈掛在牆上，並說“你不能忽略這個”。他走到了搖籃下方的標誌下方，高壓通電的氣體在管道上蒙蔽了我現在不可避免的明顯單詞：控制系統。 控制系統的證據 來源：全球羅夫 有證據證明我們周圍的控制系統，我們整天都在使用它們而不給予他們任何想法。我在半夜起床發呆，我像殭屍一樣隨著一杯水洗牌，我從不錯過櫥櫃的交易，用伸出的手臂。我搖擺到櫃子裡的距離合適的距離沒有任何問題，並用另一隻手抓住玻璃杯。我在沒有積極關注他們的情況下做這些事情，但這些事情是控制系統。當我從櫥櫃裡得到它時，我不會擠壓玻璃，直到它在手上撒尿。我還有能力從水龍頭上打開水，填充玻璃，轉過來，濕潤的是玻璃內部，不是我的手甚至水龍頭下面的水槽盆地。這是朝向一杯水工作的眾多複雜控制系統的一個例子。 火箭隊點燃和推進衛星進入地球軌道，電梯向所需的地板提供給我們，控制系統到處都是。他們一直存在，因為永遠在我們的一些莖祖先（我認為我剛剛創造出這個短語）很多值得注意的工作。 300 B.C.希臘數學家和創造者KTesibios創造了一個水時鐘，使用用水作為輸出作為輸入和時間的控制系統。水和時間之間的一切都是控制系統。 提高前一個風車設計，1809年威廉·古特創建了風帆，其自動百葉窗通過風速和配重調節，這是一個控制系統。風是輸入和恆定的旋轉能量是輸出。 資料來源：Shipley Windmill 要觀察現有的系統和點在輸入和輸出中陳述“水中，超時，它們之間的一切是控制系統”並不討論控制系統如何運作或開發，但我們已到達那裡。這些發明需要一些相當複雜的數學，我們將在隨後的短文中達到這一點，但現在我們正在奠定理解的基礎。我們研究了自然界中的一些控制系統的例子和一些人為控制系統。我分享了我對控制系統的無知，然後試圖通過告訴你我可以填充一杯水來贖回自己。 我們還會看看一些框圖，我應該告誡您，在某些時候，我們將遇到一些您永遠希望再次看到的數學。幸運的是，當我們看到這些可怕的數學時，我們將要做的第一件事是製定一個計劃在那裡得到地獄的計劃。一旦我們安全地造成了危害的方式，我們將照顧一些更簡單的操作即，我們會做一些代數而不是微積分和微分方程。現在跟我來，朋友，因為休息後真正的樂趣開始了。 框圖 出於我們的目的，我已經制定了一個超簡化版本的單個輸入，單輸出（SISO）控制系統。框圖是控制系統。我們可以使用代數來操縱它，並根據需要引入新組件以獲得所需的輸出。但是，我們將通過更好地描述系統元素的標籤迅速更換這些通用標籤。我們還將將“控制系統”塊分成構成系統的多個塊。您可以將此圖表視為高級描述您將給孩子送給孩子，記住“水在，超時，它們之間的一切都是一個控制系統”。下一個比特是一個更全面的，但仍然是像徵性的，因為我們還沒有看一下每個塊的數學組成部分。 允許我們創建一個特定控制系統的示例我們的音頻我想設計。大衛星菜怎麼樣？好的，它完成了。所以我們有一道大衛星盤，齒輪電機旋轉。菜餚的所需位置是用電位計輸入的，該電位計用於識別所需運動的幅度和方向以實現所需的輸出。還考慮了電機本身，我們正在移動的裝載（大型衛星盤），以及所需的齒輪。該系統的輸出應該被稱為（等待IT），反饋的東西反饋給輸入。反饋路徑包括作為盤子旋轉的第二電位計，並進入與輸入的求和結。 我們現在可以繪製一個新的框圖，以表示我們在該系統中的更全面的描述。 我們已經討論了系統的功能塊和基本流程，讓我們看看上圖中藍色的信號。初始角度輸入是電位計（輸入換能器）轉換成電壓的角度。在求和交界處有兩個信號進入，一個信號外出，兩個即將到來的是與輸出成比例的輸入和電壓成比例的電壓。如果您注意到輸入信號上的極性標記，我們的輸入減去輸出，導致錯誤信號。角度輸出實際上是對應於盤指向的方向的角度。在購買使用中，我們的控制系統中的角度最佳（輸出換能器）上的電位器將該角度轉換為發送到求和結的電壓。該交界處負責比較用戶控制，並確保採取操作，直到實際位置與其匹配。 修改系統 如果我們知道系統的行為是將錯誤信號驅動到零時，我們有兩種方法可以測量系統的輸出。瞬態反應和穩定的狀態誤差都可以測量來評估我們的控制系統的結果並相應地修改它。 瞬態反應是信號對系統變化的反應，可以在右邊的階梯反應圖中看到。有3種類型的瞬變，可以通過所用的阻尼比的類型分類：過度阻尼，欠壓和嚴格阻尼。目標是盡可能靠近苛刻的反應。 如果我們將繪圖反應視為從地下室到一樓的電梯的表示，我們可以想像瞬態和穩定狀態誤差的重要性。抑鬱型振盪肯定會是一個問題，並且可能沿著超速電梯過度地過衝，並在相反方向上過度地旋轉了一些不安的胃。過度阻尼的電梯將以非常順暢的方式讓我們帶來非常順利的。批判性阻尼反應以紅色示出並定義為沒有振蕩的最快穩定信號。 關於機器人手臂，我崩潰並想知道為什麼這是可能的，我們可以看到在步驟反應圖中對該問題的一個答案。我可能正在控制衰減的系統，並且手臂在圖中的藍線所見的前半循環的振蕩的過衝中崩潰。 交互式天線仿真（增益控制） 在該示例中，沒有引入任何穩定狀態錯誤。電梯方案中的穩定狀態誤差會導致電梯門在樓層1和2之間的某處打開。如此，我們將通過改變我們的控制器來處理穩定的狀態誤差，使門在樓層1處開放。 單擊左側的天線仿真屏幕截圖將帶您進入新選項卡中的交互式模擬器（需要閃存）。您可以使用獲取的值來看看它如何改變輸出響應。提示：您必須點擊倒帶按鈕以開始新的模擬。 轉換功能 傳輸函數在概念上類似於獲取系統，並且被定義為輸出與輸入的比率。我們使用術語傳遞函數而不是獲取的控制系統，因為它意味著使用S域（我意識到我沒有介紹了“S-Domain”是什麼，但現在讓我們忽略這一點將在單獨的文章中解釋，從系統中獲得所需的反應。 框圖隨著我們繪製的框圖包括許多關於控制系統的信息，它缺少的主要內容是建模系統所需的數學。傳遞函數是數學的發現，並且在我們的系統中是控制器（數學）和工廠的組合（更多數學）。