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经典控制理论和现代控制理论的区别和联系

经典控制理论和现代控制理论的区别和联系
经典控制理论和现代控制理论的区别和联系

1.经典控制理论和现代控制理论的区别和联系

令狐采学

区别:

(1)研究对象方面:经典控制系统一般局限于单输入单输出,线性定常系统。严格的说,理想的线性系统在实际中其实不存在。实际的物理系统,由于组成系统的非线性元件的存在,可以说都是非线性系统。可是,在系统非线性不严重的情况时,某些条件下可以近似成线性。所以,实际中很多的系统都能用经典控制系统来研究。所以,经典控制理论在系统的阐发研究中阐扬着巨年夜的作用。

现代控制理论相对经典控制理论,应用的规模更广。现代控制理论不但适用于单输入单输出系统,还可以研究多输入多输出系统;不但可以阐发线性系统,还可以阐发非线性系统;不但可以阐发定常系统,还可以阐发时变系统。

(2)数学建模方面:微分方程(适用于连续系统)和差分方程(适用于离散系统)是描述和阐发控制系统的基本办法。然而,求解高阶和庞杂的微分和差分方程较为繁琐,甚至难以求出具体的系统表达式。所以,通过其它的数学模型来描述系统。

经典控制理论是频域的办法,主要以根轨迹法和频域阐发法为主要的阐发、设计工具。因此,经典控制理论是以传递函数(零初始

状态下,输出与输入Laplace变换之比)为数学模型。传递函数适用于单输入单输出线性定常系统,能便利的处理这一类系统频率法或瞬态响应的阐发和设计。然而对多信号、非线性和时变系统,传递函数这种数学模型就无能为力了。传递函数只能反响系统的外部特性,即输入与输出的关系,而不克不及反响系统内部的静态变更特性。

现代控制理论则主要状态空间为描述系统的模型。状态空间模型是用一阶微分方程组来描述系统的办法,能够反响出系统内部的自力变量的变更关系,是对系统的一种完全描述。状态空间描述法不但可以描述单输入单输出线性定常系统,还可以描述多输入多输出的非线性时变系统。另外状态空间阐发法还可以用计算机阐发系统。

(3)应用领域方面:由于经典控制理论成长的比较早,相对而言理论比较成熟,并且生产生活中很多过程都可近似看为线性定常系统,所以经典控制理论应用的比较广泛。

现代控制理论是在经典控制理论基础上成长而来的,对研究庞杂系统较为便利。并且现代控制理论可以借助计算机阐发和设计系统,所以有其共同的优越性。

联系:(1)虽然现代控制理论的适用规模更多,但其实不克不及定性的说现代控制理论更优于经典控制理论。我们要根据具体研究对象,选择合适的理论进行阐发,这样才干是阐发的更简便,工

作量较小

(2)两种控制理论在工业生产、环境呵护、航空航天等领域阐扬着巨年夜的作用。

(3)两种理论有其各自的特点,所以在对系统进行阐发与设计时,要根据系统的特征选取和是的理论。

(4)所以熟识两种理论,具体的问题具体阐发,选取合适的理论研究不合的系统。随着社会的成长,两种理论对科技的进步阐扬着巨年夜的推举措用。在实践中,两种理论也会获得成长和完善,并且增进新的理论的形成,智能控制理论就是个很好的例子。

2.经典控制理论和现代控制理论所涉及的内容

经典控制理论:主要研究系统的静态性能,在时间和频域内来研究系统的“稳定性、准确性、快速性”。所谓稳定性是指系统在干扰信号的作用下,偏离原来的平衡位置,当干扰取消之后,随着时间的推移,系统恢复到原来平衡状态的能力。准确性是指在过度过程结束后输出量与给定的输入量的偏差。所谓快速性是指当系统的输入量和给定的输入量之间产生的偏差时,消除这种偏差的快慢水平。

现代控制理论:线性系统理论、最优控制、随机系统理论和最优估计、系统辨识、自适应控制、非线性系统理论、鲁棒性阐发和鲁棒控制、散布参数控制、离散事件控制、智能控制。

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