关于传递函数的问题求教

Use · 发表于 2019-3-21 20:46:31

因为本人不是液压正宗科班出身，专家们在讨论过程中，写出一些高深的理论，让我受益匪浅，但理解难免到位，
我这儿提几个问题？希望得到更直白的回答，先致谢、
1.什么是传递函数？什么是开环传递函数？什么是闭环传递函数？
2.为什么要研究传递函数？
3.为什么要进行拉式变换？
4.为什么不求解出传递函数的实际值而转弯去研究伯德图?
5.闭环伺服控制中为什么又不用传递函数？
6.。。。。。。。。
先提这些疑问，请大神指教，不甚感激

菜鸟驿站 · 发表于 2019-3-22 14:58:36

支持下，不知道有没有不带任何公式回答。。一个从事液压最基础的相关工作的人；如果对于上述名词简单了解对以后的工作有帮助吗？如果有直接体现在哪一方面？了解到什么程度才有帮助？什么样的人或者什么水平或者在什么平台的人适合去学习区了解？

游勇 · 发表于 2019-3-23 16:24:10

1.什么是传递函数？什么是开环传递函数？什么是闭环传递函数？
传递函数主要是描述一个系统在不同的输入下，输出的变化。开环传逆函数是一个系统在没反馈时，输入什么，输出会是什么。套用在现实生活，老板发命令，我们按自己理解去执行，结果不用回报，这是开环；朝请示，晚汇报，这是闭环。个人的工作能力，是开环。普通的应用，开环便可以。闭环传递函数和开环传递函数有固定的关系。
2.为什么要研究传递函数？
研究传递函数是让工程师们可在设计系统时预估输出是否能满足需要，而不必在系统完成时才发现问题。
3.为什么要进行拉式变换？
拉式变换是一个解微分方程的方法。就象使用对數表，把乘除变为加减，以增加效率。
4.为什么不求解出传递函数的实际值而转弯去研究伯德图?
当然可以解出实际值，但在实际应用，系统会有机会进入系统的共振频率，通过伯德图，我们可避开这些危险。
5.闭环伺服控制中为什么又不用传递函数？
闭环伺服控制中，我们是使用通过传递函数找出来的结果。如不要使用躍階输入作位置命令，避免使用共振频率的正弦波作输入，加速和减速的时间不能小于5个固有频率的调周期时间等等。
使用电脑仿真，我们不需要拉氏变换，可直接把输入放进传递函数，输出便会产生。若没有传递函数，便要把東西做出來再看结果，企业成本便.....

Use · 发表于 2019-3-23 18:49:50

本帖最后由 Use 于 2019-3-23 22:53 编辑

游勇发表于 2019-3-23 16:24
1.什么是传递函数？什么是开环传递函数？什么是闭环传递函数？
传递函数主要是描述一个系统在不同的输入下 ...

高！高！不愧为游大侠，解释非常到位。完全到位，我想这也是传递函数的根本目的，即分析系统性能，也就是这个系统能够在什么范围内可靠工作。另外，传递函数要计算出结果非常困难，因为变化的参数太多了，并且时间也在实时变化，负载实时变化、摩擦阻力实时变化等等，不可能计算出准确的值，如果能计算出准确的值就不用闭环了。难怪当我国的超级计算机出来后，我国的液压权威曾经说过一句话，超算可用到液压的计算上，当时我还不理解这句话的深层含义，现在才明白传递函数多变量多时域高阶微分方程的穷尽解非超算不可了。这也是人们不去解传递函数，而转向去研究它的大概工作范围的原因！欢迎指教。1.大家再深入讨论传递函数真能计算出结果吗？为什么？
2.仿真仿真真能准确吗？为什么？
把这些问题搞清楚了，你就清楚了它的优点和缺点，传统液压也就没什么神秘的了，

游勇 · 发表于 2019-3-24 01:19:25

仿真並非真实的结果，等于高仿产品不是真东西一样。仿真的意义在于让我们少走湾路。若仿真都达不到要求，那系统做出来也沒机会成功。但就是仿真成功，系统可能达不到设计要求。当然，做项目不做仿真当然有可能成功，但要看运气和相关的工程师的能力了。但若是因为不用仿真而成功，则说仿真无用，则等同说中国人吃饭，中国人会死，所以吃饭会死人！

PEN · 发表于 2019-3-24 05:11:20

“若仿真都达不到要求，那系统做出来也没机会成功。”
这是真的。我通过证明他们的设计在浪费大量时间和金钱之前无法工作来为客户节省大量资金。

“但就是仿真成功，系统可能达不到设计要求。
这也是事实，但很大程度上取决于模型的质量。良好的模拟将显示可能发生的潜在问题。模拟总比没有好。

“当然，做项目不做仿真当然有可能成功，但要看运气和相关的工程师的能力了。”
有太多“不幸”的设计师。

PEN · 发表于 2019-3-24 05:48:13

那么学到了什么？这个讨论是否帮助任何人利用传递函数？没有！

“另外，传递函数要计算出结果非常困难，因为变化的参数太多了，并且时间也在实时变化，负载实时变化，摩擦阻力实时变化等等，不可能计算出准确的值，如果能计算出准确的值就不用闭环了“。
我有阀门模型，其中需要确定15个参数。不需要超级计算机。知识吧。我已经展示了如何在这个论坛上非常精确地模拟非线性阀门。我用的是个人电脑。可能需要几分钟才能完成计算。

https://deltamotion.com/peter/Videos/NF-FOA.mp4
我在6:12开始进行高级优化
在7:08，计算模型以在正方向和负方向上移动。这些是开环传递函数的参数。

在7:30，我将闭环杆移动到所需位置。我正在修改闭环传递函数，以便更快地响应错误。

在7:50，我向负方向前进。目标位置与实际位置之间的误差非常小。红色和浅蓝色线看起来像一条线。

8点，我朝着积极的方向前进。

我可以做所有这些，因为我可以计算开环传递函数。我可以计算出控制器的增益，因此闭环传递函数会像我想的那样响应。

该系统是一个非常难以控制的系统。我们利用我们的知识来设计这个系统非常难以控制，因此具有PID和速度以及加速度前馈的普通控制器将会失败

液压教科书不包括这些主题。甚至控制理论书籍也使用了对液压控制而言过于简单的例子。

https://deltamotion.com/peter/Mathcad/Mathcad%20-%20T1C1%20P%20Only%20Laplace.pdf
公式1是一个简单的仅比例控制器。
方程式2是开环传递函数，类似于杨世祥在其1982年出版的书中所展示的。
等式3和4示出了闭环传递函数。液压教科书不包括此内容。

我之前问过这个问题。如果控制器使用比例和微分增益，闭环传递函数会是什么？

没有人回答！
没问题！
没人在乎？

Use · 发表于 2019-3-24 09:11:29

本帖最后由 Use 于 2019-3-24 10:18 编辑

再请教游大侠：
1.伯德图是干什么的？它能指导我们那些方面的工作？哪些系统需要伯德图指导？那些系统不需要伯德图指导？常规的线性系统（速度和位置，如同步系统）需要伯德图指导吗？
2线性.同步系统需要仿真吗？
3.传递函数是多变量，因此从理论上说有无穷的解，就算解除了结果，你知道那一个是需要的值？无法判断！更何况解的过程中还要做一些假设，忽略一些非重要参数。
4.传递函数中最重要的一个公式即流量公式，本身就不是严密数学推导的结果，而是大量实验归纳出出来的近似公式，它本身就不准确，而建立在他基础上的所有计算也不可能准确，所以不管你用超级计算机计算其结果也是无用的，即不可能做到指哪打哪的精确速度控制和位置控制。
5.因此，液压必然有一个算不准定律，就像物理中有一个测不准定律一样。
谢谢欢迎所有的高手讨论和解释！

PEN · 发表于 2019-3-24 12:40:47

“1.伯德图是干什么的？它能指导我们那些方面的工作？哪些系统需要伯德图指导？那些系统不需要伯德图指导？常规的线性系统（速度和位置，如同步系统）需要伯德图指导吗？”
这是Bode Plot
见第8/15页。
Bode Plot将提供有关系统如何响应的信息。
https://deltamotion.com/peter/Mathcad/Mathcad%20-%20T1C1%20P%20Only%20Laplace.pdf
在该示例中，液压缸和负载具有10Hz的固有频率。它使用比例控制，如步进气缸。带宽仅为2.5Hz。 2.5Hz的相位滞后约为50度。有3个闭环极点，因此最大相位滞后为270度。如果使用微分增益，则带宽将被扩展。最大相位滞后仅为180度。

“2线性。同步系统需要仿真吗？”
波德图并不总是必要的。步进气缸将有很多相位滞后。波特图将显示气缸在每个频率下的相位滞后量。

“3.传递函数是多变量，因此从理论上说有无穷的解，就算解除了结果，你知道那一个是需要的值？无法判断！更何况解的过程中还要做一些假设，忽略一些非重要参数“。
我已经证明可以在＃11中快速完成

“4.传递函数中最重要的一个公式即流量公式，本身就不是严密数学推导的结果，而是大量实验归纳出出来的近似公式，它本身就不准确，而建立在他基础上的所有计算也不可能准确，所以不管你用超级计算机计算其结果也是无用的，即不可能做到指哪打哪的精确速度控制和位置控制“。
流动公式不是最重要的公式。牛顿在他的3个运动定律中没有包含流量。力=质量/加速度是最重要的公式。如果活塞没有移动就没有流动。可以简化模型，以便仅需要知道开环增益，固有频率和阻尼因子。

“5.因此，液压必然有一个算不准定律，就像物理中有一个测不准定律一样。”
在详细模型中，压力很重要，因为压力用于计算作用在活塞上的力。

“谢谢欢迎所有的高手讨论和解释！”
你不应该问杨涛。他声称知道90％的PID！

PEN · 发表于 2019-3-24 13:20:21

本帖最后由 PEN 于 2019-3-24 13:22 编辑

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