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1、绪论第一讲ppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 专业技术基础课专业技术基础课课程性质课程性质:服务对象服务对象:大机类专业大机类专业课程特点:课程特点:内容丰富,内容丰富,技术更新快,技术更新快,紧密联系实际,紧密联系实际,应用非常广泛。应用非常广泛。本课是非电专业的机电技术专业基础课,应用广泛,本课是非电专业的机电技术专业基础课,应用广泛,学时少、内容多,不能轻视。否则,对以后的工作、学学时少、内容多,不能轻视。否则,对以后的工作、学习将会
2、造成影响。习将会造成影响。前导课程:前导课程:复变函数、电路理论、机械制造技术基础复变函数、电路理论、机械制造技术基础 后续课程:船舶设计、船舶电气、后续课程:船舶设计、船舶电气、毕业设计等毕业设计等 控制思想、控制方法论控制思想、控制方法论 主要教学环节主要教学环节l习题习题独立完成作业,按时交作业。独立完成作业,按时交作业。紧跟老师讲课思路,搞清基本概念,注意解题紧跟老师讲课思路,搞清基本概念,注意解题方法和技巧。方法和技巧。l课堂教学课堂教学l实验实验注意理论联系实际,掌握软件编制的方法,注意理论联系实际,掌握软件编制的方法,仿真调试与物理实验验证相结合。仿真调试与物理实验验证相结合。l
3、课外补充课外补充复习:复变函数复习:复变函数Laplace变换变换自学:自学:Matlab编程。编程。希望和要求希望和要求:教学形式教学形式:课堂上,多媒体授课为主,板书为辅;课堂上,多媒体授课为主,板书为辅;学习模式:学习模式:预习预习听课听课复习复习(作业等形式作业等形式)意见要求及时反馈意见要求及时反馈新生事物大家支持新生事物大家支持教师严谨治学教师严谨治学学生积极配合学生积极配合师生共同创造佳绩师生共同创造佳绩建议希望踊跃发表建议希望踊跃发表 课外交流联系方式课外交流联系方式:授课人授课人 :向先波 办公室办公室 :东二楼新楼303室 通讯方式:通讯方式:87543157-83(办)6
4、2000576(个人)EMAIL : 助助 教教 :闫磊 EMAIL : 工程控制基础工程控制基础课程说明课程说明教学目标:教学目标:1.对机电系统中存在的问题能够以控制论的观点和思维对机电系统中存在的问题能够以控制论的观点和思维2.方法进行科学分析,以找出问题本质和有效的解决方法方法进行科学分析,以找出问题本质和有效的解决方法3.2.如何控制一个机电系统,使之按预定的规律运动,以如何控制一个机电系统,使之按预定的规律运动,以4.达到预定的技术经济指标,为实现最佳控制打下基础。达到预定的技术经济指标,为实现最佳控制打下基础。控制论为理论基础,研究机械工程中广控制论为理论基础,研究机械工程中广义
5、系统的动力学问题;同时,它又是一种方法义系统的动力学问题;同时,它又是一种方法论。学习本课程的目的在于使学生结合工程实论。学习本课程的目的在于使学生结合工程实际,应用经典控制论中的基本概念和基本方法际,应用经典控制论中的基本概念和基本方法来分析、研究和解决其中的问题来分析、研究和解决其中的问题 教学内容:教学内容:主要教学内容主要教学内容基础知识基础知识分析方法分析方法基本概念基本概念控制系统结构体系控制系统结构体系控制系统数学模型控制系统数学模型工工程程控控制制技技术术时域分析时域分析频域分析频域分析系统稳定性判据系统稳定性判据工程应用工程应用系统性能指标系统性能指标系统校正系统校正 学时与
6、学分学时与学分:40/2.540/2.5 基本教学内容基本教学内容与学时安排与学时安排 一绪论一绪论 4 4 学时学时 二控制系统的二控制系统的数学模型数学模型 6 6 学时学时 三系统的时间三系统的时间响应分析响应分析 6 6 学时学时 四四系统的系统的频频率特性分析率特性分析 8 8 学时学时 五系统的稳五系统的稳定性定性 8 8 学时学时 六系统的六系统的性能指标与校正性能指标与校正 4 4 学时学时 上机实上机实验:验:2 2学时学时 物理物理实验:实验:2 2学时学时课程成绩确定方法:课程成绩确定方法:本课程将注重过程,采用过程评价体系。成绩主本课程将注重过程,采用过程评价体系。成绩
7、主要由平时成绩、上机实验、考试成绩三部分组成。每要由平时成绩、上机实验、考试成绩三部分组成。每项说明如下:项说明如下:1.平时成绩:到课率、迟到早退情况、作业情况、回平时成绩:到课率、迟到早退情况、作业情况、回答问题情况、答问题情况、上课情况上课情况等等2.实验:实验准备实验:实验准备情况情况及平时做实验的完成情况及平时做实验的完成情况3.考试:闭卷,卷面考试成绩考试:闭卷,卷面考试成绩 最终成绩的给定大约按如下公式得到:最终成绩的给定大约按如下公式得到:平时成绩平时成绩+实验实验+考试成绩考试成绩 三者比重大约分别为:三者比重大约分别为:15%、15%、70%上课将会有提问、点名,课堂练习;
8、上课将会有提问、点名,课堂练习;课后将会有作业,记入平时成绩课后将会有作业,记入平时成绩星期一交作业,星期五发作业星期一交作业,星期五发作业工程控制基础工程控制基础课程教课程教 材材 及及 参参 考书考书 l教材:教材:机械工程控制基础机械工程控制基础机械工程控制基础机械工程控制基础(第五版),杨叔子、(第五版),杨叔子、(第五版),杨叔子、(第五版),杨叔子、杨克冲等编著,华中科技大学出版社,杨克冲等编著,华中科技大学出版社,杨克冲等编著,华中科技大学出版社,杨克冲等编著,华中科技大学出版社,200520051.1.胡寿松胡寿松胡寿松胡寿松等编等编自动控制原理自动控制原理自动控制原理自动控制
9、原理,国防工业出版社,国防工业出版社,国防工业出版社,国防工业出版社2.李友善主编李友善主编自动控制原理自动控制原理国防工业出版社国防工业出版社3.阳含和编著阳含和编著机械控制工程机械控制工程机械工业出版社机械工业出版社 l参考书:参考书:第一章第一章 绪论绪论1.1 1.1 引言引言1.2 1.2 控制技术应用举例控制技术应用举例1.3 1.3 自动控制理论的发展自动控制理论的发展1.4 1.4 控制系统的计算机辅助设计简介控制系统的计算机辅助设计简介1.1 引言引言在现代科学技术的众多领域中,自动在现代科学技术的众多领域中,自动控制技术起着越来越重要的作用。所谓控制技术起着越来越重要的作用
10、。所谓自动控制自动控制,就是在没有人直接参与的情就是在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置(控制装况下,利用外加的设备或装置(控制装置),使机器、设备或生产过程(控制置),使机器、设备或生产过程(控制对象)的某个工作状态或参数(被控量)对象)的某个工作状态或参数(被控量)自动地按照预定的规律运行。如数控车自动地按照预定的规律运行。如数控车床按预定程序自动切削,人造卫星准确床按预定程序自动切削,人造卫星准确进入预定轨道并回收等。进入预定轨道并回收等。Cybernetics:控制论控制论自动控制技术除了在工业上广泛应用外,近几十年来,随着计算机技术的发展和应用,在宇航、机器人控制、导弹制导
11、及核动力等高新技术领域中,自动控制技术更具特别重要的作用。不仅如此,自动控制技术的应用范围现在已扩展到生物、医学、环境、经济管理和其它许多社会生活领域中,自动控制已成为现代社会生活中不可缺少的一部分。在船舶制造领域,从在船舶制造领域,从在船舶制造领域,从在船舶制造领域,从2020世纪世纪世纪世纪5050年代开始,自年代开始,自年代开始,自年代开始,自动控制技术的应用就比较快地发展起来,并成为动控制技术的应用就比较快地发展起来,并成为动控制技术的应用就比较快地发展起来,并成为动控制技术的应用就比较快地发展起来,并成为船舶发展的几个主要方面之一船舶发展的几个主要方面之一船舶发展的几个主要方面之一船
12、舶发展的几个主要方面之一,出现了出现了出现了出现了“无人值班无人值班无人值班无人值班”的全自动化机舱的全自动化机舱的全自动化机舱的全自动化机舱 。v自自动动控控制制:是是指指在在没没有有人人直直接接参参与与的的情情况况下下,利利用用控控制制装装置置使使被被控控对对象象(如如机机器器、设设备备或或生生产产过过程程)的的一一个个或或数数个个物物理理量量(如如电电压压、电电流流、速速度度、位位置置、温温度度、流流量量、化化学学成成分分等等)自自动动的的按按照照预预定定的的规规律律运行(或变化)。运行(或变化)。v自自动动控控制制系系统统:是是指指能能够够对对被被控控对对象象的的工工作作状状态态进进行
13、行自自动动控控制制的的系系统统。它它一一般般由由控控制制装装置置和和被被控控对对象象组组成成。被被控控制制对对象象是是指指那那些些要要求求实实现现自自动动控控制制的的机机器器、设设备备或或生生产产过过程程。控控制制装装置置是是指指对对被被控控对对象象起起控控制制作用的设备总体。作用的设备总体。自自动动控控制制系系统统的的功功能能和和组组成成是是多多种种多多样样的的,其其结结构构有有简简单单也也有有复复杂杂。它它可可以以只只控控制制一一个个物物理理量量,也也可可以以控控制制多多个个物物理理量量甚甚至至一一个个企企业业机机构构的的全全部部生生产产和和管管理理过过程程;它它可可以以是是一一个个具具体
14、体的的工工程程系系统统,也也可可以以是是比比较较抽抽象象的的社社会会系系统统、生态系统或经济系统。生态系统或经济系统。自动控制系统自动控制系统自动控制系统自动控制系统自动控制系统自动控制系统是指能够对被控制对象工作状态进行自是指能够对被控制对象工作状态进行自是指能够对被控制对象工作状态进行自是指能够对被控制对象工作状态进行自动控制的系统动控制的系统动控制的系统动控制的系统。一般由控制装置和被控制对象组成一般由控制装置和被控制对象组成一般由控制装置和被控制对象组成一般由控制装置和被控制对象组成。被控制对象被控制对象被控制对象被控制对象是指要求实现自动控制的机器、设备或生是指要求实现自动控制的机器
15、、设备或生是指要求实现自动控制的机器、设备或生是指要求实现自动控制的机器、设备或生产产产产过程过程过程过程例如船舶、柴油机、发电机、锅炉或热力过程例如船舶、柴油机、发电机、锅炉或热力过程例如船舶、柴油机、发电机、锅炉或热力过程例如船舶、柴油机、发电机、锅炉或热力过程等。等。等。等。控制装置控制装置控制装置控制装置则是指对被控制对象起控制作用的设备总体。则是指对被控制对象起控制作用的设备总体。则是指对被控制对象起控制作用的设备总体。则是指对被控制对象起控制作用的设备总体。包括测量设备、计算处理设备及驱动动作设备。包括测量设备、计算处理设备及驱动动作设备。包括测量设备、计算处理设备及驱动动作设备。
16、包括测量设备、计算处理设备及驱动动作设备。控制技术融合了信息技术、工程技术,是多控制技术融合了信息技术、工程技术,是多种技术的融合。种技术的融合。当今世界,控制技术无处不在当今世界,控制技术无处不在1.2 自动控制技术应用自动控制技术应用世界随处可见控制与反控制世界随处可见控制与反控制信号线控制信号线输入信号输入信号输出信号输出信号被控对象人类自然信息状态(不借助任何工具和技术的原始状态)输入(获取):看、听、闻、尝、感输入(获取):看、听、闻、尝、感存储:大脑存储:大脑控制:大脑,世间最强大的处理控制器控制:大脑,世间最强大的处理控制器传输:声音、手势传输:声音、手势输出(表达):语言、手势
17、、表情输出(表达):语言、手势、表情自然状态的不足自然状态的不足!控制技术与工具 和人类发明了机械和交通技术和工具一样(主要和人类发明了机械和交通技术和工具一样(主要是材料和能量技术),人类也发明了非常丰富多彩是材料和能量技术),人类也发明了非常丰富多彩的控制技术和工具:的控制技术和工具:输入(获取)输入(获取):望远镜、传感器(发展较晚):望远镜、传感器(发展较晚)传输:传输:烽火台、旗语、鼓语、邮递、书籍、交通、烽火台、旗语、鼓语、邮递、书籍、交通、电报、电话、无线电、电视、电报、电话、无线电、电视、Internet存储:存储:结绳计数、文字、绘画、纸和印刷(非常伟结绳计数、文字、绘画、纸
18、和印刷(非常伟大的发明,现代技术很多方面都没有超过它)、照大的发明,现代技术很多方面都没有超过它)、照相、录音、录像、数字存储相、录音、录像、数字存储输出(表达):输出(表达):文字、绘画、声音(音响)、图形、文字、绘画、声音(音响)、图形、图像(显示技术)(包括电影电视)图像(显示技术)(包括电影电视)处理控制:处理控制:算筹、算盘、计算器、算筹、算盘、计算器、微处理器、微处理器、计计算机算机控制理论:经典、现代、大系统理论控制理论:经典、现代、大系统理论现象:数字化控制技术大潮世纪之交的技术大转移:数字化大转移世纪之交的技术大转移:数字化大转移时间:世纪之交前后时间:世纪之交前后50年年5
19、0年前开始,年前开始,50年后成熟,信息领域数字技术一统年后成熟,信息领域数字技术一统天下天下目前正是转移的高峰期:目前正是转移的高峰期:Internet、计算机、数字录音、数据通讯(目前主、计算机、数字录音、数据通讯(目前主干,即将用户)、数字电视、数字广播、数字相机、干,即将用户)、数字电视、数字广播、数字相机、数字摄像、数字城市、数字流域、数字地球数字摄像、数字城市、数字流域、数字地球 .数字化控制、数字化生存数字化控制、数字化生存 专家语言:专家语言:50年后,不是数字的信息产品很难见到年后,不是数字的信息产品很难见到(成熟)(成熟)数字化控制技术大有用武之地!数字化控制技术大有用武之
20、地!控制技术应用的出发点所有应用,均基于控制系统的结构与功能所有应用,均基于控制系统的结构与功能处理、控制处理、控制存储存储接口应用输入、输出等接口应用输入、输出等还有一个重要特点:还有一个重要特点:在于信息量的输出,不在于能量的获取。在于信息量的输出,不在于能量的获取。控制无处不在控制无处不在工工 业业 控控 制制国国 防防 应应 用用家家 用用 电电 器器消费类产品消费类产品控控制制技技术术应应用用控制技术控制技术 应用举例应用举例 (1)工工 业业 控控 制制电机控制电机控制机床控制机床控制生产过程自动化控制生产过程自动化控制机器人控制机器人控制.控制技术的应用控制技术的应用 海洋探测机
21、器人海洋探测机器人1990年日本海洋科技中心 研制的“海沟号”缆控式无人潜水器(左)及其在大海中工作时的情况(右)CR-01型型6000米水下无缆机器人米水下无缆机器人1995年8月我国沈阳自动化所机器人中心研制的CR-01型6000米水下无缆机器人(上)和正在下水的情况(右)瑞典博福斯公司研制的“双鹰”水下扫雷机器人 一个典型的运动控制系统 船用火力发电综合控制系统船用火力发电综合控制系统 家家 用用 电电 器器冰箱、洗衣机冰箱、洗衣机家庭影院家庭影院微波炉微波炉.控制技术控制技术 应用举例应用举例 (2)消费类产品消费类产品WalkManU盘、盘、MP3手机应用产品手机应用产品.控制技术控
22、制技术 应用举例应用举例 (3)32、64等合弦音MCU芯片智能楼宇的控制智能楼宇的控制控制技术控制技术 应用举例应用举例 (4)可视对讲、室内报警、远程家电控制可视对讲、室内报警、远程家电控制.楼楼 宇宇 电电 梯梯 的的 控控 制制信信号号检检测测供供电电系系统统电机电机(执行机构执行机构)可编程序可编程序控制器控制器ProgrammableLogicController电机控制器电机控制器汽车电子汽车电子汽汽 车车 电电 子子电源电源发动机控制发动机控制行驶装置行驶装置报警与安全装置报警与安全装置旅居性旅居性仪表仪表娱乐通讯娱乐通讯收音机、汽车电话、业余电台收音机、汽车电话、业余电台点火
23、装置、燃油喷射控制、点火装置、燃油喷射控制、发动机电子控制发动机电子控制车速控制、间歇刮水、车速控制、间歇刮水、除雾装置、车门紧锁除雾装置、车门紧锁.安全带、车灯未关报警、安全带、车灯未关报警、速度报警、安全气囊速度报警、安全气囊.空调控制、动力窗控制空调控制、动力窗控制里程表、数字式速度表、里程表、数字式速度表、出租车用仪表出租车用仪表.控制技术控制技术 应用举例应用举例 (5)21世纪世纪 绿色绿色 环保汽车环保汽车EV安全、舒适、可靠安全、舒适、可靠无废气排放无废气排放(零零 排放排放)高效率高效率EV?机机电电 机电一体化EV充电系统充电系统电池管理系统电池管理系统汽车照明、汽车照明、
24、电动转向、空调、电动转向、空调、音响、雨刷、安全音响、雨刷、安全报警、电动门窗报警、电动门窗.电电 子子机械机械驱动控制系统驱动控制系统电机驱动系统电机驱动系统控制控制控制控制基于基于CAN总线的汽车内部控制示意图总线的汽车内部控制示意图口语汽车导航系统使用情景示意图口语汽车导航系统使用情景示意图汽车汽车GPS定位,定位,GIS导航,导航,GSM通信通信单片机单片机控制器控制器应用应用1.3 自动控制理论的发展自动控制理论的发展 自自动动控控制制理理论论是是研研究究自自动动控控制制共共同同规规律律的的技技术术科科学学。既既是是一一门门古古老老的的、已已臻臻成成熟熟的的学学科科,又又是是一一门门
25、正正在在发发展展的的、具具有有强强大大生生命命力力的的新新兴兴学学科科。从从18681868年年马马克克斯斯威威尔尔(J.C.MaxwellJ.C.Maxwell)提提出出低低阶阶系系统统稳稳定定性性判判据据至至今今一一百百多多年年里里,自自动动控控制制理理论论的的发发展展可分为四个主要阶段:可分为四个主要阶段:第第一一阶阶段段:经经典典控控制制理理论论(或或古古典典控控制制理理论论)的的产产生生、发展和成熟;发展和成熟;第二阶段:第二阶段:现代控制理论的兴起和发展;现代控制理论的兴起和发展;第三阶段:第三阶段:大系统控制兴起和发展阶段;大系统控制兴起和发展阶段;第四阶段第四阶段:智能控制发展
26、阶段。:智能控制发展阶段。经典控制理论经典控制理论 控控制制理理论论的的发发展展初初期期,是是以以反反馈馈理理论论为为基基础础的的自自动动调调节节原原理理,主主要要用用于于工工业业控控制制。第第二二次次世世界界大大战战期期间间,为为了了设设计计和和制制造造飞飞机机及及船船用用自自动动驾驾驶驶仪仪、火火炮炮定定位位系系统统、雷雷达达跟跟踪踪系系统统等等基基于于反反馈馈原原理理的的军军用用装装备备,进进一一步步促促进进和和完完善善了了自自动动控控制制理理论论的的发展。发展。1868年,马克斯威尔(年,马克斯威尔(J.C.Maxwell)提出了低阶系统的稳定性)提出了低阶系统的稳定性代数判据代数判据
27、。1895年,数学家劳斯(年,数学家劳斯(Routh)和赫尔威茨()和赫尔威茨(Hurwitz)分别独)分别独立地提出了高阶系统的稳定性判据,即立地提出了高阶系统的稳定性判据,即Routh和和Hurwitz判据。判据。二二战战期期间间(1938-19451938-1945年年)奈奈奎奎斯斯特特(H.NyquistH.Nyquist)提提出出了了频频率率响响应应理理论论 19481948年年,伊伊万万斯斯(W.R.EvansW.R.Evans)提提出出了了根根轨轨迹迹法法。至至此此,控控制制理理论论发发展展的的第第一一阶阶段段基基本本完完成成,形形成成了了以以频频率率法法和和根轨迹法为主要方法的
28、经典控制理论根轨迹法为主要方法的经典控制理论。经典控制理论的基本特征经典控制理论的基本特征(1 1)主主要要用用于于线线性性定定常常系系统统的的研研究究,即即用用于于常常系系数数线线性性微微分方程描述的系统的分析与综合;分方程描述的系统的分析与综合;(2 2)只用于单输入,单输出的反馈控制系统;)只用于单输入,单输出的反馈控制系统;(3 3)只只讨讨论论系系统统输输入入与与输输出出之之间间的的关关系系,而而忽忽视视系系统统的的内内部状态,是一种对系统的外部描述方法。部状态,是一种对系统的外部描述方法。应应该该指指出出的的是是,反反馈馈控控制制是是一一种种最最基基本本最最重重要要的的控控制制方方
29、式式,引引入入反反馈馈信信号号后后,系系统统对对来来自自内内部部和和外外部部干干扰扰的的响响应应变变得得十十分分迟迟钝钝,从从而而提提高高了了系系统统的的抗抗干干扰扰能能力力和和控控制制精精度度。与与此此同同时时,反反馈馈作作用用又又带带来来了了系系统统稳稳定定性性问问题题,正正是是这这个个曾曾一一度度困困扰扰人人们们的的系系统统稳稳定定性性问问题题激激发发了了人人们们对对反反馈馈控控制制系系统统进进行行深深入入研研究究的的热热情情,推推动动了了自自动动控控制制理理论论的的发发展展与与完完善善。因因此此从从某某种种意意义义上上讲讲,古古典典控控制制理理论论是是伴伴随随着着反反馈馈控控制制技术的
30、产生和发展而逐渐完善和成熟起来的。技术的产生和发展而逐渐完善和成熟起来的。现代控制理论现代控制理论 由由于于经经典典控控制制理理论论只只适适用用于于单单输输入入、单单输输出出的的线线性性定定常常系系统统,只只注注重重系系统统的的外外部部描描述述而而忽忽视视系系统统的的内内部部状状态态。因因而而在在实实际际应应用用中有很大局限性。中有很大局限性。随随着着航航天天事事业业和和计计算算机机的的发发展展,2020世世纪纪6060年年代代初初,在在经经典典控控制制理理论论的的基基础础上上,以以线线性性代代数数理理论论和和状状态态空空间间分分析析法法为为基基础础的的现现代控制理论迅速发展起来。代控制理论迅
31、速发展起来。19541954年贝尔曼(年贝尔曼(R.Belman)R.Belman)提出动态规划理论提出动态规划理论19561956年庞特里雅金(年庞特里雅金(L.S.PontryaginL.S.Pontryagin)提出极大值原理)提出极大值原理19601960年卡尔曼(年卡尔曼(R.K.Kalman)R.K.Kalman)提出多变量最优控制和最优滤波理论提出多变量最优控制和最优滤波理论 在在数数学学工工具具、理理论论基基础础和和研研究究方方法法上上不不仅仅能能提提供供系系统统的的外外部部信信息息(输输出出量量和和输输入入量量),而而且且还还能能提提供供系系统统内内部部状状态态变变量量的的信
32、信息息。它它无无论论对对线线性性系系统统或或非非线线性性系系统统,定定常常系系统统或或时时变变系系统统,单单变量系统或多变量系统,都是一种有效的分析方法。变量系统或多变量系统,都是一种有效的分析方法。大系统理论大系统理论 20世纪70年代开始,现代控制理论继续向深度和广度发展,出现了一些新的控制方法和理论。如(1 1)现现代代频频域域方方法法 以传递函数矩阵为数学模型,研究线性定常多变量系统;(2 2)自自适适应应控控制制理理论论和和方方法法 以系统辨识和参数估计为基础,在实时辨识基础上在线确定最优控制规律;(3 3)鲁鲁棒棒控控制制方方法法 在保证系统稳定性和其它性能基础上,设计不变的鲁棒控
33、制器,以处理数学模型的不确定性。随着控制理论应用范围的扩大,从个别小系统的控制,发展到若干个相互关联的子系统组成的大系统进行整体控制,从传统的工程控制领域推广到包括经济管理、生物工程、能源、运输、环境等大型系统以及社会科学领域。大系统理论是过程控制与信息处理相结合的系统工程理论,具有规模庞大、结构复杂、功能综合、目标多样、因素众多等特点。它是一个多输入、多输出、多干扰、多变量的系统。大系统理论目前仍处于发展和开创性阶段。智能控制智能控制 是是近近年年来来新新发发展展起起来来的的一一种种控控制制技技术术,是是人人工工智智能能在在控控制制上上的的应应用用。智智能能控控制制的的概概念念和和原原理理主
34、主要要是是针针对对被被控控对对象象、环环境境、控控制制目目标标或或任任务务的的复复杂杂性性提提出出来来的的,它它的的指指导导思思想想是是依依据据人人的的思思维维方方式式和和处处理理问问题题的的技技巧巧,解解决决那那些些目目前前需需要要人人的的智智能能才才能能解解决决的的复复杂杂的的控控制制问问题题。被被控控对对象象的的复复杂杂性性体体现现为为:模模型型的的不不确确定定性性,高高度度非非线线性性,分分布布式式的的传传感感器器和和执执行行器器,动动态态突突变变,多多时时间间标标度度,复复杂杂的的信信息息模模式式,庞庞大大的的数数据据量量,以以及及严严格格的的特特性性指指标标等等。智智能能控控制制是
35、是驱驱动动智智能能机机器器自自主主地地实实现现其其目目标标的的过过程程,对对自自主主机机器器人人的的控控制制就就是是典典型型的的例例子子而而环环境境的的复复杂杂性性则则表表现现为为变变化化的的不不确确定定性性和和难以辨识。难以辨识。智能控制是从智能控制是从“仿人仿人”的概念出发的。一般认为,其方法包的概念出发的。一般认为,其方法包括学习控制、模糊控制、神经元网络控制、和专家控制等方法。括学习控制、模糊控制、神经元网络控制、和专家控制等方法。1.4 控制系统的计算机辅助设计1.控制系统的数字化特点控制系统的数字化特点含有大量的矩阵运算含有大量的矩阵运算Fortan/C 科学计算科学计算频域、时域分析频域、时域分析控制模型图形化控制模型图形化 2.开发平台:开发平台:l以计算机为工具,进行控制系统的设计与仿真分析以计算机为工具,进行控制系统的设计与仿真分析lMatatlab软件软件1.控制系统工具箱控制系统工具箱m文件文件 算法分析算法分析2.Simulink仿真仿真建模、分析和仿真建模、分析和仿真小结小结控制技术的应用范围广,与我们的控制技术的应用范围广,与我们的工作、生活密切相关,在现实世界中可工作、生活密切相关,在现实世界中可谓无处不在,掌握好控制技术有着非常谓无处不在,掌握好控制技术有着非常重要的意义!重要的意义!
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