计算机控制第一章

计算机控制理论及应用朱纪洪jhzhu@62796706(中央主楼813)62796263(FIT楼3－510程主要内容连续系统的离散化基于连续系统的设计方法极点配置设计方法基于状态空间模型基于传递函数模型最优设计方法基于状态空间模型基于传递函数模型系统辨识及自适应控制计算机控制系统的仿真与性能计算课程目标对计算机控制系统的基本概念、理论、特点有深入认识掌握计算机控制系统控制律的常用设计手段掌握计算机控制系统的性能分析方法具备设计计算机控制系统的综合素质对先修课程的要求几点希望理论联系实际熟练掌握Matlab/Simulink课前预习，课上积极参与课程主要安排及考核方式课程主要安排理论及设计方法的课堂教学邀请计算机控制专家作专题报告实验及综合练习考核方式理论考试60％试验/论文20％平时作业20％主要参考书Computer-ControlledSystemsTheoryandDesign(ThirdEdition)

KarlJ.AstromBjornWittenmarkDigitalControlofDynamicSystems(ThirdEdition)

GeneF.FranklinMichaelWorkman什么是计算机控制系统广义：由计算机参与的控制系统狭义：由计算机完成控制运算的数字控制系统计算机在控制中的作用能做什么？计算机在控制中的作用控制器，如飞行控制系统计算机在控制中的作用仿真或模拟，如各种模拟器计算机在控制中的作用控制器的CAD计算机控制系统的优越性主要有哪些？计算机控制系统的优越性灵活，通用性强可实现非常复杂的控制计算机控制理论的主要研究对象计算机控制系统两个特点计算机控制理论的主要研究对象采样控制系统计算机控制理论的主要研究对象离散控制系统四种控制系统的比较研究计算机控制理论的必要性时间相关性频率混迭有限拍系统许多系统的固有离散性等计算机控制理论的发展过程1949年采样定理乃奎斯特，香农（Shannon）差分方程

采样控制系统最早起源于某些特殊的控制系统分析，奥尔登伯格和萨托里厄斯（Oldenburg,Sartorius）于1948对落弓式检流计的特性进行研究，证明了系统特性可用一个线性时不变的差分方程来描述系统稳定性：Schr-Cohnmethod计算机控制理论的发展过程变换方法

二战期间及战后对雷达的研究，当时变换理论已成功应用于连续系统，Hurwitz于1947年提出z变换（1952年拉格兹尼和扎德）哥伦比亚大学Jury进一步发展：分析和设计证明：采样系统的性能可以比连续系统好，采样会造成极点、零点对消，可控、可观性计算机控制理论的发展过程状态空间理论最优控制与随机控制系统辨识自适应控制计算机控制系统的分类（功能）数据采集系统采集、处理、记录及显示操作指导控制系统测量生产过程数据，计算出各控制回路合适或最有设定值，供人工调节控制回路使用。监督控制系统测量生产过程数据，计算出各控制回路合适或最优设定值，计算机直接调节控制回路使用设定值。直接数字控制系统（DDC）直接参与闭环控制多级控制系统具有生产管理、任务协调、优化计算、DDC等多种功能。计算机控制系统的分类（结构）集中式分布式计算机控制系统的分类（通道数）单通道控制系统多余度控制系统四代机典型控制系统结构常用控制计算机总线STDVME、VME/64PC、PC/AT、PC104C