1、，第4章控制和設(shè)計，第3節(jié)簡單控制系統(tǒng)設(shè)計，第5，5，3節(jié)簡單控制系統(tǒng)設(shè)計，第1節(jié)控制系統(tǒng)設(shè)計概念p119，控制系統(tǒng)設(shè)計是工程設(shè)計的特例，因此我們前面學(xué)過的設(shè)計基本原則仍然適用。第一步：確定控制的目的。例如，使用速度控制系統(tǒng)時，為了獲得理想的速度，溫度控制系統(tǒng)是為了獲得適當(dāng)?shù)臏囟鹊龋诙剑捍_定系統(tǒng)的控制量，即控制系統(tǒng)應(yīng)該控制什么？一般情況系統(tǒng)的控制目的是該系統(tǒng)的控制量。例如，速度控制系統(tǒng)的控制量是速度。步驟6，6，6，3:建立設(shè)計規(guī)格，明確系統(tǒng)控制量必須達(dá)到的準(zhǔn)確度指標(biāo)。速度有多快，溫度有多高，允許的誤差有多少等。步驟4:選定控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)?？刂葡到y(tǒng)分為開環(huán)和閉環(huán)兩種，系統(tǒng)指標(biāo)(例如控制的準(zhǔn)

2、確性、成本等)指導(dǎo)用戶選擇控制系統(tǒng)類型和閉環(huán)控制系統(tǒng)的反饋鏈路要求。系統(tǒng)執(zhí)行器通常在此時選擇。一旦確認(rèn)了被臍帶箱，就應(yīng)該選擇能有效調(diào)節(jié)被臍帶箱工作的裝置作為執(zhí)行器。步驟5:對系統(tǒng)的各個方面建模。大型復(fù)雜控制系統(tǒng)的分析和仿真都取決于模型的構(gòu)建。步驟7，7，7，6:確定要曹征的參數(shù)。無論是模擬模型，還是系統(tǒng)實際實驗，都必須指出對系統(tǒng)性能影響最大的一些參數(shù)，作為模擬或?qū)嶒炛杏^察和調(diào)整的對象。調(diào)整使系統(tǒng)達(dá)到最佳性能。最后一步：分析，實驗系統(tǒng)性能。調(diào)整待決參數(shù)系統(tǒng)以達(dá)到所需性能后，設(shè)計工作將結(jié)束。否則，需要修改設(shè)計，例如改善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、降低指標(biāo)要求等。8，8，8，控制系統(tǒng)設(shè)計的基本過程：控制目的確定，控制

3、量確定，控制要求(設(shè)計指標(biāo))確定，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定，控制器，控制對象，執(zhí)行機(jī)構(gòu)和反饋鏈接建模，待定參數(shù)確定，分析，實驗系統(tǒng)性能，10，(2)確定控制和設(shè)計指標(biāo)，(3)確定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，10，11，(4)選擇實施方法，11，12，(5)確定部件模型和關(guān)鍵參數(shù)，(6)驗證，(2)，(3)協(xié)同工作，完成整個設(shè)計。12，13，(7)評估設(shè)計，完成設(shè)計后是否達(dá)到了預(yù)期目的，可能需要從以下方面進(jìn)行評估：1、系統(tǒng)安全可靠嗎？能根據(jù)設(shè)計要求工作嗎？其他人對你的設(shè)計怎么看？整個系統(tǒng)的費用是多少？4、如果你有更多的時間，你會對設(shè)計做什么改進(jìn)？為了你的設(shè)計，請寫一份使用手冊。13，14，3節(jié)控制系統(tǒng)的設(shè)計過程摘要：1，控制

4、系統(tǒng)的設(shè)計概念。第二，控制系統(tǒng)設(shè)計過程。第一步：確定控制的目的。第二步：確定系統(tǒng)的控制量，即控制系統(tǒng)應(yīng)該控制什么？第三步：創(chuàng)建設(shè)計規(guī)范。明確了系統(tǒng)控制量必須達(dá)到的精度指標(biāo)。步驟4:選定控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。第五步：對系統(tǒng)的各個方面建模。步驟6:確定要調(diào)整的參數(shù)。最后一步：分析，實驗系統(tǒng)性能。15，1，干涉對控制功能的影響p125在日常生活中經(jīng)常發(fā)生干涉。例如，在逆風(fēng)中騎自行車，逆風(fēng)阻礙自行車的速度，保持速度不變，為了克服這種干擾，必須用力踩踏板。自行車，16，要點：系統(tǒng)行為，控制量變化；引起變化的各種因素。17，控制系統(tǒng)可以具有一個或多個碰撞元素。戰(zhàn)士在猛烈的風(fēng)雨中練習(xí)射擊，風(fēng)和雨都是子彈命中精度的

5、干擾因素。控制系統(tǒng)要克服工作過程中的干擾，穩(wěn)定控制量?？照{(diào)的溫度控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，可以克服室外溫度變化這種干擾，隨著室外溫度的升高，空調(diào)會監(jiān)測干擾引起的室內(nèi)溫度變化，啟動壓縮機(jī)冷卻，克服這種干擾，保持室溫穩(wěn)定。17，18，18，在海上航行的輪船在波浪的影響下?lián)u晃(圖4-44)。據(jù)資料顯示，如果不采取措施，在正常海浪中搖晃的幅度可能達(dá)到18。海浪的影響就是作用在船上的擾動。如圖4-45所示，軋鋼廠軋輥機(jī)的速度控制系統(tǒng)在鋼板通過軋輥機(jī)時發(fā)生了巨大的負(fù)載變化或干擾，從而降低了軋輥速度。19，請考慮下表所示的控制系統(tǒng)中可能存在哪些干擾因素。載人的數(shù)量，摩擦力，重物的質(zhì)量，外部溫度，19，20，電

6、視正常工作時，圖像突然劇烈閃爍或畫面紊亂，因為這是外部磁場干擾造成的現(xiàn)象。在電視周圍放置冰箱，冰箱開始工作時會形成一定范圍的磁場，干擾電視上的視頻，使畫面混亂。另一個例子是，空調(diào)工作時向周圍空間發(fā)射大量電磁波，如果電視與空調(diào)非常接近，電磁波會干擾電視圖像。此外，電風(fēng)扇、日光燈等家電也會對電視造成不同程度的磁場干擾，導(dǎo)致電視影像顫抖、波紋等。根據(jù)案例分析，電視最不愿意干涉磁場，這種近場家電形成的磁場就是電視正常工作時的干擾因素?？朔@些干擾因素的方法是把家電遠(yuǎn)離電視。20，21，在一般控制系統(tǒng)中，需要克服干擾因素。在某些情況下，可以利用干擾因素達(dá)到某種目的。在軍事訓(xùn)練中，紅色方面利用一定頻率的電

7、磁波干擾藍(lán)色方面的信息指揮系統(tǒng)，使其不能正常工作。但是在生產(chǎn)生活中，我們需要以謹(jǐn)慎嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對待干涉因素的利用。21，22，(2)讓我舉幾個因干擾而影響控制系統(tǒng)的例子。事故和分析，(1)如果發(fā)生干涉，開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)中哪個干擾影響較??？為什么？答：閉環(huán)控制系統(tǒng)的影響較小，因為閉環(huán)控制系統(tǒng)可以持續(xù)修改控制效果。答：下雨天交通病毒攻擊手機(jī)，干擾飛機(jī)。祝賀你！23，23，2，克服干涉的基本方法p126，由于干涉的性質(zhì)，可以避免一些干涉，不能避免一些干涉。例：風(fēng)對正在飛行的飛機(jī)、導(dǎo)彈的干涉是不可避免的。對這種干擾，我們只能更加努力提高控制系統(tǒng)的性能。對于某些干涉，可以采取消除、削弱的方法。在室內(nèi)進(jìn)行擲鏢活動可以消除或減弱風(fēng)對飛鏢飛行的干擾。有些化學(xué)反應(yīng)容易受到溫度變化的影響，我們可以讓它們在恒溫環(huán)境下進(jìn)行。24，3，提高控制系統(tǒng)性能，克