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第1章 控制系統簡介1-1引言工業上的控制是一種定性著重於定量的控制 ,著重於工作是否依所規劃的序發生 。本課程著重於定量的控制，它要求達到量的精確性。1-2何謂系統有許多有因果關聯，相互作用的有形或無形的東西 (要素)所組成而具有某些特定功能的「整體」1-3何謂控制對受控體在合理的能力與範圍內，施以某些手段或作用，使其達到預先設定的標，這種過程稱之為控制。1-4控制系統的構成要素(1)受控體(系統)(2)手段(控制律、致動器)(3)系統的輸出(感測裝置)1-5控制系統分類開廻路系統閉廻路系統開閉廻路系統的比較項次開廻路系統閉廻路系統價格較低感測器成本高維修容易系統較複雜雜訊無感測器引入雜訊穏定性原系統不改變系統穏定性改變精確性差可改善系統穏態誤差抗干擾性差可改善抗系統參數變動差可改善1-6控制理論的發展問題點確定系統，如何設計控制器

方塊圖

相關理論PID控制LQR控制感測器量測時引入雜訊

最佳估測理論系統同時引入干擾及雜訊，如何設計控制器

隨機控制LQG控制系統為未知，如何決定系統模型

系統判定系統為未知，如何設計控制器

適應控制自調式控制系統、干擾及雜訊均為不確定，如何設計控制器

強健控制H∞控制不易推導或非線性系統，如何藉人類思維學習方式設計控制器

模糊控制類神經網路控制1-7控制器的實現(1)類比控制(analogycontrol)直接將設計完成的控制器以類比元件(如電阻)加以實現，在控制系統的運作中，信號都是以連續類比的形式出現。(2)電腦控制(PC-Basedcontrol)所設計的控制律以程式寫入電腦中，透過ＡＤ/ＤＡ及輸出入介面(如８２５５)作訊號的轉換與傳遞。(3)單精片控制(Single-Chipcontrol)類似微電腦控制的方式，以程式將控制律寫入晶片(如８０５１)中，結合ＡＤ/ＤＡ介面作訊號的轉換與傳遞，訊號同樣的分別以類比或數位的形式出現於受控系統與控制器中。(4)可程式控制器控制(PLCcontrol)主要用於順序控制上，但透過模組的擴充，也可作為控制器的實現工具。1-8控制理論在控制系統設計的角色(1)確定控制系統的目的控制目的的決定是控制系統設計的第１步。因此了解設計的規格為何？所要考慮的系統為何？有什麼特徵？有助於隨後的建模、分析與設計。(2)系統模型的建立建模就是透過假設把實際的系統行為以數學語言；利用數學模型有利於分析、設計與模擬。(3)模型確認建立模型後須模擬以比較模型是否與實際系統相符合，若差距超出容許，則須修正模型。(4)系統性能動態分析數學模型確定後須對模型動態行為加以分析，以了解先天系統的特性，如可控性、可觀性、極零點位置等，以增進對系統的了解。(5)控制律設計完成系統的分析後即可依要求的規格及對系統的了解，設計控制律。(6)模擬受控制糸統性能確認控制律設完成後，同樣的須以數值的方式加以模擬，若不符合要求須重新設計控制器。(7)控制律實現及

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