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    神经活动的基本过程是反射,反射的结构基础为反射弧,包括五个基本环节:感受器、传入神经、神经中枢、传出神经和效应器.感受器是接神经调节受刺激的器官,效应器是产生反应的器官;中枢在脑和脊髓中,传入和传出神经是将中枢与感受器和效应器联系起来的通路.例如当血液中氧分压下降时,颈动脉等化学感受器发生兴奋,通过传入神经将信息传至呼吸中枢导致中枢兴奋,再通过传出神经使呼吸肌运动加强,吸入更多的氧使血液中氧分压回升,维持内环境的稳态.反射调节是机体重要的调节机制,神经系统功能不健全时,调节将发生混乱.

    体液调节是指体内的一些细胞能生成并分泌某些特殊的化学物质(如激素、代谢产物等),经体液(血液、组织液等)运输.达到全身的组织细胞或某些特殊的组织细胞,通过作用于细胞上相应的受体.对这些细胞的活动进行调节.

    在一个系统中,系统本身的工作效果,反过来又作为信息调节该系统的工作,这种调节方式叫做反馈调节 (生物学).在生物化学中也指一个代谢反应的终产物(或某些中间产物)对生化反应关键酶的影响.在大脑皮层的影响下,下丘脑可以通过垂体调节和控制某些内分泌腺中激素的合成和分泌;而激素进入血液后,又可以反过来调节下丘脑和垂体有关激素的合成和分泌.它是机体维持内环境稳态的一个重要方式.

    分级调节是一种分层控制的方式,比如下丘脑能够控制垂体,再由垂体控制相关腺体.反馈调节是一种系统自我调节的方式,指的是系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作.反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制,有正反馈和负反馈调节两种方式.正反馈调节使得系统偏离平衡,负反馈调节使得系统回归平衡.生命系统的调节多数属于负反馈调节.可以这么理分级调节是具体的生命活动调节过程,而反馈调节则是生命活动调节的普遍方式.分级调节属于反馈调节过程中的一部分.

    区别你其实可以从含义中很清楚的看出来,所以在此就不作赘述了...

    再问: 请问分级调节属于反馈调节过程中的一部分是什么意思?

    再答: 分级调节是一种分层控制的方式,比如下丘脑能够控制垂体,再由垂体控制相关腺体。 反馈调节是一种系统自我调节的方式,指的是系统本身工作的效果,反过来又作为信息调节该系统的工作。反馈调节是生命系统中非常普遍的调节机制,有正反馈和负反馈调节两种方式。正反馈调节使得系统偏离平衡,负反馈调节使得系统回归平衡。生命系统的调节多数属于负反馈调节。 可以这么理分级调节是具体的生命活动调节过程,而反馈调节则是生命活动调节的普遍方式。所以分级调节属于反馈调节过程中的一部分。 举个例子, 下丘脑通过释放促甲状腺激素释放激素(TRH),来促进垂体合成和分泌促甲状腺激素(TSH),TSH则可以促进甲状腺的活动,合成和释放甲状腺激素,这就是所谓的分级调节。而在正常情况下甲状腺激素要维持在一定浓度内,不能持续升高。当甲状腺激素达到一定浓度后,这个信息又会反馈给下丘脑和垂体,从而抑制两者的活动,这样系统就可以维持在相对稳定水平。这就是所谓反馈调节。

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    当没有接lcd时,vcom的电平也不对,这是因为poll和vcom是反馈调节的。

     

    在AT050TN22手册中,可以看到VCAC,VCDC,其中VCAC是交流,对应的值具体是测量峰峰值vpp,VCDC是直流,对应的值测量平均值vavms,示波器打到直流耦合档。

     

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    当您需要了解执行器的确切位置时,就需要光学反馈系列。 它功能强大,可靠的执行器带有内置的光学传感器,可在您需要时提供反馈。 光反馈没有内置控制器,但确实提供了单相脉冲作为位置反馈信号,可以将其输入到诸如Arduino之类的外部控制器中。

    多个线性执行器之间的同步运动对于某些客户应用的成功至关重要,一种常见的做法是打开两个活板门的两个线性执行器。 本教程旨在概述如何使用Arduino和光学系列线性致动器来实现这一目标。

    同步控制

    通过比较两个线性执行器的长度并按比例调节速度来实现同步控制; 如果一个执行器开始运动得比另一个执行器快,我们将降低它的速度。 我们可以通过内置的光学编码器读取线性执行器的位置。 光学编码器是一个小的塑料盘,其中有10个孔,该盘连接到DC电动机,因此当电动机旋转时,塑料盘也是如此。 红外LED指向塑料盘,因此当它旋转时,光要么通过光盘上的孔传输,要么被光盘的塑料阻挡。 光盘另一侧的红外传感器检测光何时穿过孔并输出方波信号。 通过计算接收器检测到的脉冲数,我们既可以计算出电动机的RPM,也可以计算出线性执行器行进的距离。35lb的光学线性执行器每英寸行程具有50(+/- 5)个光脉冲,而200lb和400lb的执行器均具有每英寸100(+/- 5)个脉冲。 通过比较每个线性执行器已延伸的距离,我们可以成比例地调整两个执行器的速度,以使它们在延伸时始终保持相同的长度。

    组件

    接线图

    进行上述接线。 始终检查从线性执行器出来的电线颜色,因为上色约定可能会与上图所示有所不同。 注意不要忽略连接在数字引脚7、8、9和GND之间的3个瞬时按钮。

    如果您只想让两个线性执行器同步运动,请按照以下步骤操作:

    1. 按照接线图所示进行连接。
    2. 上传并运行下面的第一个程序。
    3. 将此程序输出的两个值复制到下面第二个程序的第23行。
    4. 上传并运行第二个程序。
    5. 通过更改变量K_p(第二行的第37行)来微调您的系统。 通过将电位计连接到模拟引脚A0并修改代码以读取电位计并使用map()函数,最容易做到这一点:K_p = map(analogRead(A0),0,1023,0,20000);

    校准程序

    在实现同步控制之前,我们必须首先校准系统。 这涉及对每个致动周期的脉冲数进行计数,因为如产品规格中所述,每英寸行程有(+/- 5)个脉冲的公差。 在下面上传并运行程序。 该程序将完全收回执行器(第53行),并将光脉冲计数器变量设置为零,然后它将完全伸出并完全收回(分别为第63和74行)。 在此启动周期中,中断服务程序(ISR)的行153和166将对脉冲数进行计数。启动周期完成后,将在第88行输出平均脉冲数,并记下这些值以供以后使用。

    #include <elapsedMillis.h>
    elapsedMillis timeElapsed;
    
    #define numberOfActuators 2 
    int RPWM[numberOfActuators]={6, 11}; //PWM signal right side
    int LPWM[numberOfActuators]={5,10}; 
    int opticalPins[numberOfActuators]={2,3}; //connect optical pins to interrupt pins on Arduino. More information: https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/external-interrupts/attachinterrupt/
    volatile long lastDebounceTime_0=0; //timer for when interrupt was triggered
    volatile long lastDebounceTime_1=0;
    
    int Speed = 255; //choose any speed in the range [0, 255]
    
    ...
    

    同步程序

    在上传同步控制程序之前,必须首先将校准程序输出的值复制到第23行,并用您自己的值替换当前数组:{908,906}。 另外,如果您使用的是35lb线性执行器,则需要将第29行中的变量值从20毫秒更改为8毫秒。

    完全缩回一次(以确定原点)后,您可以通过按下与伸展,缩回和停止命令相对应的三个按钮来同步移动两个线性执行器。 通过比较执行器的相对脉冲计数器并调整它们之间的速度以始终保持同步,即使在负载不均匀的情况下,执行器也将保持同步。 请注意,当前程序实现了一个简单的比例控制器(第93行),因此会在平衡附近出现过冲和振荡。 您可以通过更改在第37行定义的变量K_p来对此进行调整。最简单的方法是将一个电位计连接到模拟引脚A0上,并修改代码以读取电位计并使用map()函数:K_p = map(analogRead (A0),0、1023、0、20000);

    为了获得最佳结果,我们强烈建议您删除比例控制器并实施PID控制回路。但是,这超出了本入门教程的范围,因此已被有意省略。

    #include <elapsedMillis.h>
    elapsedMillis timeElapsed;
    
    #define numberOfActuators 2       
    int downPin = 7;
    int stopPin = 8;
    int upPin = 9;        
    int RPWM[numberOfActuators]={6, 11};                                  //PWM signal right side
    int LPWM[numberOfActuators]={5,10};        
    int opticalPins[numberOfActuators]={2,3};                             //connect optical pins to interrupt pins on Arduino. More information: https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/external-interrupts/attachinterrupt/
    volatile unsigned long lastDebounceTime[numberOfActuators]={0,0};     //timer for when interrupt is triggered
    int pulseTotal[numberOfActuators]={908, 906};                         //values found experimentally by first running two-optical-actuators-sync-calibration.ino
    
    int desiredSpeed=255;                            
    int adjustedSpeed;
    int Speed[numberOfActuators]={};    
    
    ...
    

    详情参阅http://viadean.com/feedback_comp.html

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  • 一、基于输出反馈的非线性输出调节概念 二、基于输出反馈的输出调节控制器设计 三、实例与仿真 Remark1:《Nonlinear output regulation_Theory and Application 》第三章example3.14为例。 3.1 系统...

    一、基于输出反馈的非线性输出调节概念

    考虑如下非线性系统

                                                            \dot{x}(t)=f(x(t),u(t),v(t)),x(0)=x_{0}

                                                            e(t)=h(x(t),u(t),v(t)),t\geq 0                                (1.1)

    其中,x为n维状态量,u为m维系统输入,e为维度为p的跟踪误差,v为维度为q的扰动输入和参考输入。外系统由以下自治系统产生:
                                                                    \dot{v}(t)=a(v(t)),v(0)=v_{0},t\geq 0                                (1.2)

    输出调节所需要的解决的问题:寻找控制器u使得系统能在抵御外部干扰的同时,跟踪期望输入(伺服控制)。

    将系统(1.1)和系统(1.2)组合,构造复合系统:

                                                          \dot{x}(t)=f(x(t),u(t),v(t)),x(0)=x_{0}

                                                            \dot{v}(t)=a(v(t)),v(0)=v_{0},t\geq 0                                  (1.3)

                                                            e(t)=h(x(t),u(t),v(t)),t\geq 0         

     

    二、基于输出反馈的输出调节控制器设计

    构造如下的静态状态反馈控制器                                                     

                                                                             u(t)=k(z(t)),

                                                                             \dot{z}(t)=g(z(t),y_{m}(t)).                                   (2.1)

    其中,z(t)为状态补偿器(内模),y_{m}(t)=h_{m}(x(t),u(t),v(t))为可测输出,而且k(\cdot ),h_{m}(\cdot ,\cdot ,\cdot )g(\cdot ,\cdot )满足k(0)=0,h_{m}(0,0,0)=0g(0,0)=0

    问题:确定控制器增益系数k。


    利用状态反馈实现控制系统必须满足的要求:

    Assumption 1:外系统(2.1)的平衡点在v=0时是李雅普诺夫稳定的,而且\frac{\partial a}{\partial v}(0)的特征值的实部均为0;

    Assumption 1':外系统(2.1)的平衡点在v=0时是李雅普诺夫稳定的,并且存在v=0的开区间是的每个点都是泊松稳定的。

    假设1保证复合系统(1.3)起始于充分小的初始状态,而且有界;假设1'和假设1是等价的,该假设确保了输出调节方程有界。

    Assumption 2:系统

                                                           ([\frac{\partial h_{m}}{\partial x}(0,0,0),\frac{\partial h_{m}}{\partial u}(0,0,0)],\begin{bmatrix} \frac{\partial f}{\partial x}(0,0,0) &\frac{\partial f}{\partial v}(0,0,0) \\ 0 & \frac{\partial a}{\partial v}(0) \end{bmatrix})    

    是能观的。

    假设2保证了可以利用基于观测器的输出反馈控制实现局部稳定。


    Theorem 1:在假设1'和假设2的条件下,非线性输出调节在状态反馈控制下可实现指数稳定,则必须存在充分光滑的函数\boldsymbol{x}(v)\boldsymbol{u}(v),且在v\in V,满足\boldsymbol{x}(v)=0,\boldsymbol{u}(0)=0,满足下列输出调节方程

                                                                  \frac{\partial \boldsymbol{x}}{\partial v}a(v)=f(\boldsymbol{x}(v),k(\boldsymbol{z}(v)),v),

                                                                  \frac{\partial \boldsymbol{z}}{\partial v}a(v)=g(\boldsymbol{z}(v),h_{m}(\boldsymbol{x}(v),\boldsymbol{z}(v)),v),               (2.2)

                                                                              0=h(\boldsymbol{x}(v),k(\boldsymbol{z}(v)),v).                 

    Remark:难点在于内模控制器的设计,上述方程中(2.2)中的 右侧 g(\cdot ,\cdot,\cdot ) 的表达式未知,因此,要求解输出调节方程,必须先求出g(\cdot ,\cdot,\cdot )的表达式,既构造系统的内模。     

     

    三、实例与仿真

    Remark1:《Nonlinear output regulation_Theory and Application 》第三章example3.14为例。

    3.1 系统模型

    非线性系统的系统模型如下所示:

                                                                          \begin{bmatrix} \dot{x}_{1}\\ \dot{x}_{2} \end{bmatrix}=\begin{bmatrix} -x_{1}-x_{2}+v_{1}\\1-e^{-x2}+u \end{bmatrix}

                                                                          e=x_{1}+v_{1}-v_{2}                                                 (3.1)

    其中,v_{1}为扰动输入,v_{2}为参看信号,由以下外系统产生:

                                                                              \dot{v}_{1}=0, \dot{v}_{2}=0                                                 (3.2)

    将(1)和(2)合并,构成复合系统:

                                                          \begin{bmatrix} \dot{x}_{1}\\ \dot{x}_{2} \end{bmatrix}=\begin{bmatrix} -x_{1}-x_{2}+v_{1}\\1-e^{-x2}+u \end{bmatrix}

                                                          \begin{bmatrix} \dot{v}_{1}\\ \dot{v}_{2} \end{bmatrix}=\begin{bmatrix} 0 & 0\\ 0 & 0 \end{bmatrix}\begin{bmatrix} v_{1}\\ v_{2} \end{bmatrix}                                                      (3.3)

                                                         e=x_{1}+v_{1}-v_{2}

    问题转化为:设计控制器u,使得误差e趋于0。

    3.2 控制器设计

    步骤1:求输出调节方程。

                                             

     

    3.3 仿真结果与分析

     

    1. 主函数(main.m)

    2. 复合系统函数(example_fun.m)

    仿真结果如下图所示:

                        

                                                                       

     

     

     

     

     

     

     

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