計(jì)算機(jī)控制第一章

計(jì)算機(jī)控制理論及應(yīng)用朱紀(jì)洪jhzhu@62796706(中央主樓813)62796263(FIT樓3－510程主要內(nèi)容連續(xù)系統(tǒng)的離散化基于連續(xù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法極點(diǎn)配置設(shè)計(jì)方法基于狀態(tài)空間模型基于傳遞函數(shù)模型最優(yōu)設(shè)計(jì)方法基于狀態(tài)空間模型基于傳遞函數(shù)模型系統(tǒng)辨識(shí)及自適應(yīng)控制計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的仿真與性能計(jì)算課程目標(biāo)對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本概念、理論、特點(diǎn)有深入認(rèn)識(shí)掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)控制律的常用設(shè)計(jì)手段掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的性能分析方法具備設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的綜合素質(zhì)對(duì)先修課程的要求幾點(diǎn)希望理論聯(lián)系實(shí)際熟練掌握Matlab/Simulink課前預(yù)習(xí)，課上積極參與課程主要安排及考核方式課程主要安排理論及設(shè)計(jì)方法的課堂教學(xué)邀請(qǐng)計(jì)算機(jī)控制專家作專題報(bào)告實(shí)驗(yàn)及綜合練習(xí)考核方式理論考試60％試驗(yàn)/論文20％平時(shí)作業(yè)20％主要參考書Computer-ControlledSystemsTheoryandDesign(ThirdEdition)

KarlJ.AstromBjornWittenmarkDigitalControlofDynamicSystems(ThirdEdition)

GeneF.FranklinMichaelWorkman什么是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)廣義：由計(jì)算機(jī)參與的控制系統(tǒng)狹義：由計(jì)算機(jī)完成控制運(yùn)算的數(shù)字控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)在控制中的作用能做什么？計(jì)算機(jī)在控制中的作用控制器，如飛行控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)在控制中的作用仿真或模擬，如各種模擬器計(jì)算機(jī)在控制中的作用控制器的CAD計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的優(yōu)越性主要有哪些？計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的優(yōu)越性靈活，通用性強(qiáng)可實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制計(jì)算機(jī)控制理論的主要研究對(duì)象計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)兩個(gè)特點(diǎn)計(jì)算機(jī)控制理論的主要研究對(duì)象采樣控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)控制理論的主要研究對(duì)象離散控制系統(tǒng)四種控制系統(tǒng)的比較研究計(jì)算機(jī)控制理論的必要性時(shí)間相關(guān)性頻率混迭有限拍系統(tǒng)許多系統(tǒng)的固有離散性等計(jì)算機(jī)控制理論的發(fā)展過程1949年采樣定理乃奎斯特，香農(nóng)（Shannon）差分方程

采樣控制系統(tǒng)最早起源于某些特殊的控制系統(tǒng)分析，奧爾登伯格和薩托里厄斯（Oldenburg,Sartorius）于1948對(duì)落弓式檢流計(jì)的特性進(jìn)行研究，證明了系統(tǒng)特性可用一個(gè)線性時(shí)不變的差分方程來描述系統(tǒng)穩(wěn)定性：Schr-Cohnmethod計(jì)算機(jī)控制理論的發(fā)展過程變換方法

二戰(zhàn)期間及戰(zhàn)后對(duì)雷達(dá)的研究，當(dāng)時(shí)變換理論已成功應(yīng)用于連續(xù)系統(tǒng)，Hurwitz于1947年提出z變換（1952年拉格茲尼和扎德）哥倫比亞大學(xué)Jury進(jìn)一步發(fā)展：分析和設(shè)計(jì)證明：采樣系統(tǒng)的性能可以比連續(xù)系統(tǒng)好，采樣會(huì)造成極點(diǎn)、零點(diǎn)對(duì)消，可控、可觀性計(jì)算機(jī)控制理論的發(fā)展過程狀態(tài)空間理論最優(yōu)控制與隨機(jī)控制系統(tǒng)辨識(shí)自適應(yīng)控制計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類（功能）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集、處理、記錄及顯示操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)測(cè)量生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，計(jì)算出各控制回路合適或最有設(shè)定值，供人工調(diào)節(jié)控制回路使用。監(jiān)督控制系統(tǒng)測(cè)量生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)，計(jì)算出各控制回路合適或最優(yōu)設(shè)定值，計(jì)算機(jī)直接調(diào)節(jié)控制回路使用設(shè)定值。直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）直接參與閉環(huán)控制多級(jí)控制系統(tǒng)具有生產(chǎn)管理、任務(wù)協(xié)調(diào)、優(yōu)化計(jì)算、DDC等多種功能。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類（結(jié)構(gòu)）集中式分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的分類（通道數(shù)）單通道控制系統(tǒng)多余度控制系統(tǒng)四代機(jī)典型控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)常用控制計(jì)算機(jī)總線STDVME、VME/64PC、PC/AT、PC104C