自動(dòng)控制理論論文精選(九篇)

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第1篇：自動(dòng)控制理論論文范文

關(guān)鍵詞：本機(jī)振蕩器直接數(shù)字頻率合成自動(dòng)頻率控制脈內(nèi)測(cè)頻

雷達(dá)系統(tǒng)根據(jù)其工作頻率一般分為米波雷達(dá)、分米波雷達(dá)和厘米波雷達(dá)，其接收機(jī)通常是超外差形式的。分米波雷達(dá)和厘米波雷達(dá)由于其工作頻率較高，一般都有自動(dòng)頻率控制（AFC）系統(tǒng)，控制本振頻率自動(dòng)跟蹤發(fā)射頻率的變化，或者控制發(fā)射頻率自動(dòng)穩(wěn)定在本振頻率對(duì)應(yīng)的頻率點(diǎn)上，保證雷達(dá)接收機(jī)的中頻頻率穩(wěn)定。但是傳統(tǒng)的模擬式單環(huán)路或雙環(huán)路AFC系統(tǒng)由于受模擬電路本身的局限，使得AFC的跟蹤速度慢、跟蹤頻率范圍窄、精度低，甚至有可能出現(xiàn)錯(cuò)誤跟蹤的情況；此外，控制本振的自頻控雷達(dá)由于在本機(jī)振蕩器上加裝了頻率調(diào)整裝置，影響了本振的頻率穩(wěn)定度，這對(duì)動(dòng)目標(biāo)雷達(dá)而言是難以接受的。米波雷達(dá)由于其工作頻率較低，基本上沒(méi)有自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)，但是米波雷達(dá)的發(fā)射機(jī)工作頻率和接收機(jī)本機(jī)振蕩頻率由于環(huán)境溫度、電源電壓和負(fù)載變化而發(fā)生一定的變化，其變化范圍從幾十千赫茲到數(shù)百千赫茲，通常在500～600kHz之間。雖然由此造成的中頻頻率變化量的絕對(duì)值不會(huì)超出中頻放大器的通頻帶范圍（中頻放大器的通頻帶通?！?MHz），但是數(shù)百千赫茲的變化量使回波信號(hào)不能得到最有效的放大，造成雷達(dá)接收機(jī)技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)性能降低，此時(shí)即使加裝DSU（DigitalStableUnit）設(shè)備，也由于中頻頻率漂移的影響，使DSU的性能無(wú)法得到最有效的發(fā)揮。

應(yīng)用鎖相環(huán)頻率合成技術(shù)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)已經(jīng)是比較成熟的技術(shù)方案，這種方案的應(yīng)用解決了非相參雷達(dá)的自動(dòng)頻率跟蹤與本振頻率穩(wěn)定度之間的矛盾，但是鎖相環(huán)固有的大慣性、大步進(jìn)間隔和非線性誤差卻嚴(yán)重地限制著鎖相環(huán)自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)的性能，使其無(wú)法滿足高速、高頻率分辨率、大帶寬的要求。

DDS技術(shù)是近幾年來(lái)迅速發(fā)展的頻率合成技術(shù)，它采用全數(shù)字化的技術(shù)，具有集成度高、體積小、相對(duì)帶寬寬、頻率分辨率高、跳頻時(shí)間短、相位連續(xù)性好、可以寬帶正交輸出、可以外加調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)，并能直接與單片機(jī)接口構(gòu)成智能化的頻率源。基于DDS技術(shù)的自適應(yīng)米波雷達(dá)自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)是新一代的自動(dòng)頻率控制（AFC）系統(tǒng)，它以直接數(shù)字頻率合成技術(shù)（DDS）為基礎(chǔ)，以單片機(jī)為控制核心，通過(guò)高速高精度脈內(nèi)頻率測(cè)量模塊對(duì)雷達(dá)發(fā)射頻率進(jìn)行精確測(cè)量，然后由單片機(jī)控制DDS，對(duì)發(fā)射頻率進(jìn)行搜索和跟蹤。因此它是一種易于實(shí)現(xiàn)的數(shù)字式智能化自適應(yīng)頻率控制系統(tǒng)。

圖2DDS頻率合成模塊結(jié)構(gòu)圖

1系統(tǒng)組成及工作原理

基于DDS技術(shù)的自適應(yīng)米波雷達(dá)自動(dòng)頻率控制系統(tǒng)主要由高速脈內(nèi)頻率測(cè)量模塊、DDS頻率合成模塊、單片機(jī)和包括頻率顯示、控制鍵盤(pán)的人機(jī)接口模塊組成，如圖1所示。

系統(tǒng)采用高速高精度實(shí)時(shí)脈內(nèi)頻率測(cè)量技術(shù)，利用頻率穩(wěn)定度高達(dá)10－9的高穩(wěn)恒溫時(shí)標(biāo)對(duì)頻率進(jìn)行倒計(jì)數(shù)法測(cè)量，由單片機(jī)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析處理，并控制DDS頻率合成模塊，完成對(duì)發(fā)射頻率的搜索和跟蹤。系統(tǒng)中除了DDS輸出后的濾波、放大電路采用模擬電路外，其它全部采用高速數(shù)字電路，并結(jié)合了單片機(jī)具有的可編程能力，使系統(tǒng)避免了傳統(tǒng)模擬式AFC的缺陷，能夠?qū)崿F(xiàn)更加靈活的控制。

雷達(dá)開(kāi)機(jī)后，系統(tǒng)首先工作于搜索模式：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制DDS頻率合成模塊輸出本振頻率的最低值，與從發(fā)射機(jī)耦合過(guò)來(lái)并經(jīng)過(guò)衰減后的發(fā)射脈沖頻率混頻，取出下變頻后的中頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)頻率測(cè)量模塊測(cè)量后將結(jié)果送入單片機(jī)，單片機(jī)若判斷頻率測(cè)量結(jié)果不是規(guī)定的中頻頻率值，則控制DDS頻率合成模塊將輸出的本振頻率按規(guī)定的步長(zhǎng)（通常是頻率測(cè)量系統(tǒng)的頻率分辨率）調(diào)高，重復(fù)此過(guò)程，直到頻率測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量得到的頻率值為規(guī)定的中頻頻率值為止。若搜索過(guò)程中本振頻率達(dá)到上限時(shí)仍未搜索到規(guī)定的中頻頻率值，則返回到本振頻率最低值，重新開(kāi)始新一輪的搜索。系統(tǒng)一旦搜索到規(guī)定的中頻頻率值就進(jìn)入跟蹤狀態(tài)。

在跟蹤狀態(tài)，頻率測(cè)量模塊對(duì)每一個(gè)發(fā)射脈沖頻率與本振頻率下變頻得到的中頻脈沖頻率進(jìn)行實(shí)時(shí)精確測(cè)量，在發(fā)射脈沖結(jié)束時(shí)將測(cè)量結(jié)果送入單片機(jī)。單片機(jī)立即根據(jù)測(cè)量結(jié)果計(jì)算出響應(yīng)的本振頻率調(diào)整量，并控制DDS頻率合成模塊調(diào)整輸出頻率，保證在目標(biāo)回波信號(hào)到達(dá)接收機(jī)時(shí)，本振信號(hào)已經(jīng)調(diào)整到與該發(fā)射脈沖頻率對(duì)應(yīng)的頻率點(diǎn)上，使目標(biāo)回波信號(hào)下變頻后的頻率值為準(zhǔn)確的中頻頻率值，從而保證目標(biāo)回波信號(hào)能夠得到最有效的放大。

跟蹤模式實(shí)質(zhì)上是一個(gè)自適應(yīng)的控制過(guò)程：某一發(fā)射脈沖的頻率比前一發(fā)射脈沖的頻率升高（降低）在本振頻率不變的條件下，中頻頻率升高（降低）頻率測(cè)量模塊的測(cè)量結(jié)果升高（降低）單片機(jī)得到測(cè)量結(jié)果后控制DDS頻率合成模塊，使之輸出的本振頻率相應(yīng)升高（降低）中頻頻率降低（升高）到規(guī)定值。

2硬件結(jié)構(gòu)

2．1DDS頻率合成模塊

DDS頻率合成模塊以DDS芯片AD9854為核心，包括濾波電路、放大電路和與單片機(jī)的接口電路，圖2是其組成框圖。

AD公司推出的AD9854是DDS芯片中的典型代表之一，它具有300MHz的內(nèi)部時(shí)鐘，4～20倍的內(nèi)部可編程倍頻器使外部輸入的時(shí)鐘信號(hào)頻率可以從15MHz到75MHz，另外具有100MHz的并行接口總線，內(nèi)置正交雙通道DAC輸出，具有多種編程工作方式，能產(chǎn)生線性調(diào)頻信號(hào)和非線性調(diào)頻信號(hào)等復(fù)雜信號(hào)。

AD9854采用CMOS結(jié)構(gòu)，工作電壓為3．3V，而單片機(jī)AT89C51工作在5V電壓下，其總線電平是5V的TTL電平，為保證AD9854的正常工作，必須經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后再與AD9854接口，AD9854的時(shí)鐘信號(hào)也必須經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換后送到AD9854的時(shí)鐘引腳。AD9854有正交雙通道DAC輸出，每一個(gè)通道都是反相的互補(bǔ)輸出，經(jīng)MAX436放大后濾波，然后再經(jīng)MAX436放大到雷達(dá)要求的本振電平。兩路輸出中的一路用于和發(fā)射脈沖混頻，將下變頻后的中頻信號(hào)送到頻率測(cè)量模塊進(jìn)行頻率測(cè)量，系統(tǒng)已經(jīng)知道DDS頻率合成模塊輸出的本振頻率，測(cè)量出發(fā)射脈沖的中頻頻率就能計(jì)算出發(fā)射頻率；另一路作為接收機(jī)的本振信號(hào)。

根據(jù)奈奎斯特采樣定律，當(dāng)DDS系統(tǒng)的時(shí)鐘為300MHz時(shí)，其輸出頻率的上限是150MHz，在工程應(yīng)用中通常只使用到時(shí)鐘頻率的40％，即120MHz。某型米波雷達(dá)的本振頻率上限略高于120MHz，經(jīng)查閱AD9854的數(shù)據(jù)手冊(cè)，其輸出頻率能夠達(dá)到理論的150MHz；同時(shí)經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，AD9854能夠在雷達(dá)本振頻率上限值處穩(wěn)定工作，且輸出信號(hào)質(zhì)量完全可以滿足雷達(dá)系統(tǒng)對(duì)本振的要求。

2．2高速高精度脈內(nèi)頻率測(cè)量模塊

高速高精度脈內(nèi)頻率測(cè)量模塊采用倒計(jì)數(shù)法進(jìn)行頻率測(cè)量，主要由下變頻混頻器、濾波整形電路、計(jì)數(shù)器T0、計(jì)數(shù)器T1和時(shí)序控制電路組成。圖3是其結(jié)構(gòu)的組成框圖，圖4是倒計(jì)數(shù)法頻率測(cè)量的時(shí)序圖。

倒計(jì)數(shù)法測(cè)頻是用被測(cè)信號(hào)的N個(gè)周期形成一個(gè)計(jì)數(shù)門(mén)時(shí)間T＝N·Tx，在T時(shí)間內(nèi)由時(shí)標(biāo)F0計(jì)數(shù)，這樣一來(lái)測(cè)頻就相當(dāng)于測(cè)量門(mén)寬T，T的最大量化誤差是T0，Tx的最大量化誤差是T0/N。

某型雷達(dá)的發(fā)射脈沖的寬度是13μs，考慮到其發(fā)射機(jī)是單級(jí)振蕩式發(fā)射機(jī)，每個(gè)脈沖在起振和停振的過(guò)程中振蕩不穩(wěn)定，因此取中間的10μs作為測(cè)頻區(qū)間。該型雷達(dá)的第一中頻頻率為30MHz，在正常工作時(shí)，發(fā)射脈沖與本振信號(hào)下變頻的輸出頻率應(yīng)該是準(zhǔn)確的30MHz，在10μs的測(cè)頻時(shí)間內(nèi)應(yīng)有300個(gè)脈沖，即可取N＝300；高穩(wěn)定的時(shí)標(biāo)的頻率是100MHz，T0＝10ns，相應(yīng)的Tx的最大誤差是T0／300＝1／30ns，據(jù)此可計(jì)算出測(cè)頻的分辨率是30kHz，相對(duì)于雷達(dá)中頻放大器接近1MHz的帶寬而言，此指標(biāo)完全能夠滿足雷達(dá)系統(tǒng)的要求。用頻譜分析儀實(shí)際測(cè)得的系統(tǒng)跟蹤誤差如表1所示。

表1實(shí)際測(cè)得的系統(tǒng)跟蹤誤差表

發(fā)射頻率/MHz147.000147.500148.000148.500149.000149.500

本振輸出頻率/MHz116.999117.495118.008118.492118.990119.493

跟蹤誤差/kHz-1-5+8-8-10-7

發(fā)射頻率/MHz150.000150.500151.000151.500152.000152.500

本振輸出頻率/MHz119.995120.490120.990121.510122.005122.500

跟蹤誤差/kHz-5-10-10+10+50

模塊的工作過(guò)程是：當(dāng)雷達(dá)觸發(fā)脈沖到來(lái)時(shí)，時(shí)序控制電路打開(kāi)計(jì)數(shù)器T，發(fā)射脈沖隨后到來(lái)，經(jīng)下變頻、濾波、整形后轉(zhuǎn)換成TTL方波作為計(jì)數(shù)器T的時(shí)鐘。當(dāng)計(jì)數(shù)器T計(jì)到第32個(gè)脈沖時(shí)，時(shí)序控制電路打開(kāi)計(jì)數(shù)器T0，T0開(kāi)始對(duì)高穩(wěn)定時(shí)標(biāo)計(jì)數(shù)；當(dāng)計(jì)數(shù)器T計(jì)到第332個(gè)脈沖時(shí)，時(shí)序控制電路關(guān)閉計(jì)數(shù)器T和T0，并通知單片機(jī)已經(jīng)完成一次頻率測(cè)量，單片機(jī)取走測(cè)量結(jié)果，并對(duì)硬件電路復(fù)位，準(zhǔn)備下一個(gè)周期的測(cè)量。

2．3高穩(wěn)定度恒溫時(shí)鐘模塊

本機(jī)振蕩器的頻率穩(wěn)定度是影響雷達(dá)接收機(jī)性能的關(guān)鍵性指標(biāo)。由于DDS頻率合成方法的輸出頻率穩(wěn)定度僅僅取決于其時(shí)鐘的頻率穩(wěn)定度，因此選用頻率穩(wěn)定度高達(dá)10－9的恒溫晶體振蕩器作為整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘。恒溫晶體振蕩器輸出的100MHz高穩(wěn)正弦波經(jīng)放大后整形為標(biāo)準(zhǔn)的TTL方波，一路作為頻率測(cè)量模塊的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，另一路經(jīng)F161分頻為25MHz的TTL方波，經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后作為AD9854的外部時(shí)鐘信號(hào)，利用AD9854內(nèi)部的可編程倍頻器倍頻12倍使AD9854工作在300MHz的內(nèi)部時(shí)鐘頻率下。高穩(wěn)定度恒溫時(shí)鐘模塊組成框圖如圖5所示。

3軟件結(jié)構(gòu)

單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，可以充分利用軟件可編程控制的優(yōu)勢(shì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行靈活有效的控制。圖6是單片機(jī)的軟件框圖。

通電以后單片機(jī)首先進(jìn)行初始化，然后設(shè)置DDS模塊的工作模式等參數(shù)，再進(jìn)行時(shí)序控制電路的復(fù)位并對(duì)所有計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零操作。隨后單片機(jī)不斷查詢測(cè)量完成信號(hào)。當(dāng)時(shí)序控制電路在雷達(dá)觸發(fā)脈沖的作用下完成一次測(cè)量時(shí)?熏就通過(guò)該信號(hào)通知單片機(jī)，單片機(jī)一旦查詢到測(cè)量完成便立即讀入測(cè)量結(jié)果。然后進(jìn)行分析，是標(biāo)準(zhǔn)中頻頻率時(shí)不進(jìn)行本振頻率的調(diào)整，直接準(zhǔn)備下一脈沖周期的測(cè)量，若不是則計(jì)算所需的頻率調(diào)整量，控制DDS頻率合成模塊進(jìn)行頻率調(diào)整，然后再準(zhǔn)備下一脈沖周期的測(cè)量。

搜索和跟蹤過(guò)程的區(qū)別主要在于計(jì)算頻率調(diào)整量的方法不同，其它流程基本一致。

第2篇：自動(dòng)控制理論論文范文

（一）計(jì)算機(jī)病毒的入侵。病毒入侵是計(jì)算機(jī)管理過(guò)程中經(jīng)常遇見(jiàn)的情況，計(jì)算機(jī)病毒主要分為優(yōu)盤(pán)病毒與網(wǎng)絡(luò)病毒兩種形式，網(wǎng)絡(luò)病毒又被分為多種形式，如可以不經(jīng)允許就進(jìn)行自身復(fù)制的蠕蟲(chóng)病毒，隱藏性的特洛伊木馬病毒等。這些病毒的侵入輕則會(huì)使計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度降低，重則會(huì)損壞計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，使計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)丟失，甚至損壞主板。計(jì)算機(jī)病毒的危害力度是不可估量的，當(dāng)其進(jìn)入某個(gè)運(yùn)行程序中時(shí)，便會(huì)擴(kuò)散到整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)中。

（二）人為因素。人為因素主要分為兩種，一種是當(dāng)人際關(guān)系出現(xiàn)不融洽現(xiàn)象時(shí)，有人利用毀壞計(jì)算機(jī)中重要信息，或?qū)τ?jì)算機(jī)中的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行篡改、刪除的手段進(jìn)行惡意報(bào)復(fù)，達(dá)到制造麻煩的目的的有意行為；另一種是指計(jì)算機(jī)操作或管理人員由于自身技術(shù)水平較為低下，在對(duì)計(jì)算機(jī)的操作過(guò)程中產(chǎn)生了錯(cuò)誤操作導(dǎo)致計(jì)算機(jī)安全配置不當(dāng)?shù)葻o(wú)意行為。但無(wú)論是有意還是無(wú)意，在眾多可能的人為因素面前，計(jì)算機(jī)仍然面臨著許多安全威脅。

（三）相關(guān)法律規(guī)定不完善。相關(guān)法律體系的不健全現(xiàn)象無(wú)法為計(jì)算機(jī)安全管理提供有效的保障，即使國(guó)家已經(jīng)對(duì)其加以關(guān)注，制定了相關(guān)的法律，但這些法律法規(guī)還是存在著許多漏洞，許多不法分子仍然在法律的制約下輕而易舉的鉆了空子。因此，國(guó)家還需對(duì)計(jì)算機(jī)安全保護(hù)的問(wèn)題加以重視，使不法分子沒(méi)有可乘之機(jī)。

（四）系統(tǒng)運(yùn)維管理不規(guī)范。計(jì)算機(jī)的運(yùn)行維護(hù)管理主要包括制度、機(jī)構(gòu)建設(shè)、人員三個(gè)方面。制度管理主要是使得計(jì)算機(jī)操作人員或管理人員在對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行操作時(shí)有理可循，有據(jù)可依，不會(huì)使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)無(wú)序運(yùn)行的現(xiàn)象，避免安全漏洞的產(chǎn)生；機(jī)構(gòu)建設(shè)管理則是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)可以將其有效解決的重要途徑，對(duì)于防止問(wèn)題頻發(fā)起著關(guān)鍵作用；內(nèi)部人員對(duì)單位計(jì)算機(jī)的操作情況極為熟悉，因此加強(qiáng)內(nèi)部人員的管理是防止人為因素中有意破壞行為的關(guān)鍵。但在許多單位都存在著系統(tǒng)運(yùn)維管理不規(guī)范的行為，把握不好制度、機(jī)構(gòu)建設(shè)與人員管理三者的關(guān)系，對(duì)計(jì)算機(jī)安全產(chǎn)生威脅。

二、計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)化中的安全管理技術(shù)

（一）網(wǎng)絡(luò)加密。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)加密技術(shù)是對(duì)重要信息數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)的重要手段，在信息傳遞的過(guò)程中采用亂碼的形式，之后再進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的還原。其主要包括算法與密鑰；兩種元素，算法用來(lái)生成密文，密鑰用來(lái)解密、編碼。

（二）隱通道技術(shù)。運(yùn)用隱通道可以實(shí)現(xiàn)由低安全級(jí)別向高安全級(jí)別主體發(fā)送信息，且不易被檢查與控制，用戶可以以反向思維進(jìn)行信息傳遞。隱通道技術(shù)的運(yùn)用可以有效的預(yù)防重要信息、數(shù)據(jù)、文件的泄露。

（三）水印技術(shù)。在不影響原內(nèi)容的情況下，通過(guò)某些算法將需要隱藏的信息加印到原內(nèi)容載體上，這種水印技術(shù)的運(yùn)用能夠有效的避免非法盜取信息的現(xiàn)象發(fā)生，也是進(jìn)行數(shù)據(jù)信息保護(hù)的重要研究發(fā)展方向。

（四）防火墻技術(shù)。防火墻技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)通信進(jìn)行訪問(wèn)控制，對(duì)每一個(gè)連接進(jìn)行檢查，防止網(wǎng)絡(luò)遭到外界的干擾。在防火墻使用的過(guò)程中一定要保證使用方法的準(zhǔn)確性與防火墻設(shè)計(jì)的合理性，只有這樣才能保障網(wǎng)絡(luò)的安全性，才能將不安全服務(wù)進(jìn)行屏蔽，降低風(fēng)險(xiǎn)，提高網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的安全度。

三、計(jì)算機(jī)安全管理工作中的防范措施

（一）提高管理人員素質(zhì)。在計(jì)算機(jī)的安全管理工作中人的作用是非常關(guān)鍵的，對(duì)于相關(guān)管理人員進(jìn)行工作技能的培訓(xùn)，加強(qiáng)對(duì)其思想道德、職業(yè)道德的培養(yǎng)，使其加強(qiáng)對(duì)計(jì)算機(jī)安全管理工作的重視。計(jì)算機(jī)安全管理工作是不可以僅靠控制自動(dòng)化來(lái)完成的，因此發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性對(duì)計(jì)算機(jī)安全進(jìn)行管理是非常必要的。

（二）完善計(jì)算機(jī)運(yùn)維管理機(jī)制。實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的絕對(duì)安全是不可能的，只有建立具有科學(xué)規(guī)章制度，高效管理機(jī)構(gòu)，優(yōu)秀管理人員的計(jì)算機(jī)運(yùn)維管理機(jī)制才能為其安全性提供保障。日常工作中可以提前對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行預(yù)測(cè)，并根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果制定出補(bǔ)救措施，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能采取積極有效的補(bǔ)救措施，將損失降到最低。此外，還要對(duì)管理人員的工作流程進(jìn)行嚴(yán)格的要求，制定獎(jiǎng)罰措施，且落到實(shí)處，避免人為因素導(dǎo)致計(jì)算機(jī)無(wú)法正常運(yùn)作的現(xiàn)象發(fā)生。

第3篇：自動(dòng)控制理論論文范文

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)控制理論；Matlab；模糊控制；魯棒控制；最優(yōu)化控制

隨著控制系統(tǒng)復(fù)雜性的增加，不確定因素的增多，要求各控制理論分支有進(jìn)一步的發(fā)展，彌補(bǔ)各理論分支的缺點(diǎn)與不足，以滿足更高的控制性能指標(biāo)?，F(xiàn)有的控制理論在線性系統(tǒng)控制中大都能取得良好的控制效果，但對(duì)離散、非線性復(fù)雜系統(tǒng)領(lǐng)域的研究大都剛剛起步，或處于初級(jí)階段，遠(yuǎn)未達(dá)到人們的期望。而實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的模型一般都很復(fù)雜，通常具有非線性、分布參數(shù)和時(shí)變等特性。因此將控制理論的研究領(lǐng)域推廣到非線性復(fù)雜系統(tǒng)有重要的實(shí)際意義。另外與宏觀復(fù)雜系統(tǒng)控制相對(duì)的量子控制（Quantum Control）也正在作為一個(gè)全新的學(xué)科領(lǐng)域蓬勃崛起，它的發(fā)展也依賴于完善的控制理論和優(yōu)化控制策略。近年來(lái)隨著微電子、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)等技術(shù)的快速發(fā)展也強(qiáng)有力的推動(dòng)了自動(dòng)控制理論的發(fā)展。

一、現(xiàn)代控制理論的產(chǎn)生及其發(fā)展

控制理論作為一門(mén)科學(xué)，它的產(chǎn)生可追溯到18 世紀(jì)中葉的第一次技術(shù)革命，1765年瓦特發(fā)明了蒸汽機(jī)，應(yīng)用離心式飛錘調(diào)速器原理控制蒸汽機(jī)，標(biāo)志著人類以蒸汽為動(dòng)力的機(jī)械化時(shí)代的開(kāi)始，后來(lái)工程界用控制理論分別從時(shí)域和頻域角度討論調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)定性題，1872年勞斯（Routh E J）和1890年赫爾維茨（Hurwitz）先后找到了系統(tǒng)穩(wěn)定性的代數(shù)據(jù)，1932年奈奎斯特（Nyquist H）發(fā)表了放大器穩(wěn)定性的著名論文，給出了系統(tǒng)穩(wěn)定性的奈奎斯特判據(jù)。美國(guó)著名的控制論創(chuàng)始人維納（Wiener N）總結(jié)了前人的成果，認(rèn)為客觀世界存在3大要素：物質(zhì)、能量、信息，雖然在物質(zhì)構(gòu)造和能量轉(zhuǎn)換方面，動(dòng)物和機(jī)器有顯著的不同，但在信息傳遞、變換、處理方面有驚人的相似之處，1948 年發(fā)表了《控制論—或關(guān)于在動(dòng)物和機(jī)器中控制和通訊的科學(xué)》，書(shū)中論述了控制理論的一般方法，推廣了反饋的概念，確立了控制理論這門(mén)學(xué)科的產(chǎn)生。

1．經(jīng)典控制理論。第一代稱為“經(jīng)典控制理論”時(shí)期，時(shí)間為20 世紀(jì)40～50 年代。它研究的主要對(duì)象多為線性定常系統(tǒng)，主要研究單輸入單輸出問(wèn)題，研究方法主要采用以傳遞函數(shù)、頻率特性、根軌跡為基礎(chǔ)的頻域分析法，它的控制思想首先旨在對(duì)機(jī)器進(jìn)行“調(diào)節(jié)”，使之能夠穩(wěn)定運(yùn)行，其次是采用“反饋的方式，使得一個(gè)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)能夠按照人們的要求精確地工作，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)按指定目標(biāo)進(jìn)行控制?！?/p>

2．現(xiàn)代控制理論。第二代稱為“現(xiàn)代控制理論”時(shí)期，時(shí)間為20 世紀(jì)60～70 年代。經(jīng)典控制理論對(duì)線性定常系統(tǒng)可產(chǎn)生良好的控制效果，但是它對(duì)多輸入多輸出、時(shí)變、非線性系統(tǒng)的控制卻力不從心。所以50 年代末60 年代初，學(xué)者卡爾曼等人將古典力學(xué)中的狀態(tài)、狀態(tài)空間概念加以發(fā)展與推廣，將經(jīng)典控制理論中的高階常微分方程轉(zhuǎn)化為一階微分方程組，用以描述多變量控制系統(tǒng)，并深刻揭示了用狀態(tài)空間描述的系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性如可控性、可觀性，從而奠定了現(xiàn)代控制理論的基礎(chǔ)。

3．第三代控制理論。以上所提的經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論都是建立在數(shù)學(xué)模型之上的，所以統(tǒng)稱為常規(guī)（傳統(tǒng)）控制。它們?yōu)榱丝刂票仨毥＃S多實(shí)際系統(tǒng)的高維性及系統(tǒng)信息的模糊性、不確定性、偶然性和不完全性給基于數(shù)學(xué)模型的傳統(tǒng)控制理論以巨大的挑戰(zhàn)。是否可以改變一下思路，不完全以控制對(duì)象為研究主體，而以控制器為研究對(duì)象；是否可以用人工智能的邏輯推理、啟發(fā)式知識(shí)、專家系統(tǒng)解決難于建立數(shù)學(xué)模型的問(wèn)題呢？智能控制的出現(xiàn)正源于這一思想。1967年Leondes 和Mendel 首次正式使用“智能控制”一詞，1971 年傅京孫教授指出，為了解決控制問(wèn)題，用嚴(yán)格的數(shù)學(xué)方法研究新的工具來(lái)對(duì)復(fù)雜的“環(huán)境2對(duì)象”模型進(jìn)行建模和識(shí)別以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制，或者用人工智能的思想建立對(duì)不能精確定義的環(huán)境和任務(wù)的控制設(shè)計(jì)方法，這兩者都值得試一試，而重要的是把兩種途徑密切結(jié)合起來(lái)協(xié)調(diào)的進(jìn)行研究。沿著這一思想出發(fā)，現(xiàn)代控制理論將微分幾何、微分代數(shù)、數(shù)學(xué)分析與邏輯推理、啟發(fā)式知識(shí)建立和發(fā)展了智能控制理論相結(jié)合從而形成第三代控制理論大系統(tǒng)理論和智能控制理論。

二、Matlab工程軟件

第4篇：自動(dòng)控制理論論文范文

Abstract: Based on the outstanding problems in the examination of automatic control theory and combined with our school automation features,a curriculum for students examination reform is proposed which emphasizing the application of ability to stimulate students interest in learning,semi-open-book examination methods,the theoretical knowledge and practical application of comprehensive testing,emphasizing the process of assessment. The expected results show that students' learning effects have been significantly improved on theoretical learning courses which are consistent with application-oriented and applying the knowledge of teaching philosophy.

關(guān)鍵詞:自動(dòng)控制原理課程;考試改革;方案

Key words: automatic control theory;examination reform;program

中圖分類號(hào):G42文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)15-0177-01

1自動(dòng)控制原理課程考試改革的目的和意義

自動(dòng)控制原理作為自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)的一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,是一門(mén)理論性很強(qiáng)的課程。同時(shí),該門(mén)課所研究的領(lǐng)域也是學(xué)生從未接觸過(guò)的知識(shí)。為了使得學(xué)生能夠在學(xué)好理論的同時(shí)將其運(yùn)用到實(shí)際中,激發(fā)興趣,強(qiáng)調(diào)過(guò)程考核,并且提高考試成績(jī)和及格率,突出教學(xué)重點(diǎn),對(duì)這門(mén)課實(shí)施考試改革以配合教學(xué)改革[1]。通過(guò)考試改革可以帶動(dòng)教學(xué)改革進(jìn)程,構(gòu)建融會(huì)貫通、緊密配合、有機(jī)聯(lián)系的課程體系。

2自動(dòng)控制原理課程考試改革的內(nèi)容

2.1 課程內(nèi)容的整合與優(yōu)化。為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力,同時(shí)檢查教學(xué)效果,在一些章節(jié)后組織編排綜合型的題目,讓學(xué)生以小論文的形式提交,將其成績(jī)記錄到期末總成績(jī)的平時(shí)成績(jī)中。這門(mén)課的教學(xué)內(nèi)容可以分成兩大部分內(nèi)容的研究:前三章為控制系統(tǒng)的時(shí)域分析,偏重經(jīng)典理論的研究;后兩章為控制系統(tǒng)的頻域分析,偏重工程實(shí)際應(yīng)用。針對(duì)這樣的內(nèi)容特點(diǎn),安排兩次大作業(yè),讓學(xué)生對(duì)一個(gè)生產(chǎn)生活中的實(shí)例從時(shí)域分析和頻域分析方法入手分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)過(guò)程和暫態(tài)過(guò)程。針對(duì)這樣的能力考核,在平時(shí)教學(xué)中,從基本概念、基本分析方法入手,結(jié)合生產(chǎn)和生活中的實(shí)例,以時(shí)域分析方法為主線,時(shí)域分析和頻域分析并進(jìn),利用直觀的物理概念,使學(xué)生充分理解系統(tǒng)參數(shù)與系統(tǒng)指標(biāo)之間的內(nèi)在聯(lián)系,由淺入深地引導(dǎo)學(xué)生理解和掌握古典控制理論的精髓。把知識(shí)能力的考核放在首位。

2.2 由考試改革決定的教學(xué)方法和手段的改進(jìn)措施。實(shí)踐環(huán)節(jié)中改變以往由教師命題的一貫做法,在學(xué)期末,安排一次綜合性實(shí)驗(yàn),題目學(xué)生可自選,也可從教師提供的試題庫(kù)中抽題,所選題目需具有一定的綜合性,采取自愿參加考試的方式。該部分的成績(jī)由五個(gè)等級(jí)構(gòu)成,即不及格不加分,及格、中、良好、優(yōu)秀會(huì)分別在在期末總成績(jī)中加相應(yīng)的分?jǐn)?shù),建立一個(gè)具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。這樣的考核方式可以給一部分在及格線邊緣的學(xué)生一次到達(dá)及格線的機(jī)會(huì),給一部分要提高成績(jī)績(jī)點(diǎn)的學(xué)生一次提高總成績(jī)的機(jī)會(huì),給一部分爭(zhēng)取獎(jiǎng)學(xué)金的學(xué)生一次到達(dá)優(yōu)秀成績(jī)的機(jī)會(huì),給分布在每一個(gè)分?jǐn)?shù)段的學(xué)生一次積極改進(jìn)的機(jī)會(huì),激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情,同時(shí)能夠有效的提高及格率。

2.3 知識(shí)點(diǎn)的考核。筆試考試由全閉卷改為半開(kāi)卷:改變?cè)械募兇獾睦碚摽荚?把筆試試卷分成兩部分:試卷一,基本理論知識(shí)的考核,閉卷,占試卷成績(jī)的50%;試卷二,綜合能力運(yùn)用的考核,開(kāi)卷,可以帶查閱過(guò)的相關(guān)資料占試卷成績(jī)的50%?；纠碚撝R(shí)的考核包括:①基本知識(shí)模塊;②數(shù)學(xué)模型的建立與求解模塊;③線性連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域分析模塊;④線性連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析與設(shè)計(jì)。

3 考試改革的進(jìn)程安排

3.1 進(jìn)行自動(dòng)控制原理課程考試改革的調(diào)研。

3.2 制定出自動(dòng)控制原理課程綜合應(yīng)用能力考核的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

3.3 編制自動(dòng)控制原理課程綜合性實(shí)驗(yàn)試題庫(kù)。

3.4 在2007級(jí)自動(dòng)控制原理期末考試中進(jìn)行考試改革方案的試驗(yàn)。

3.5 進(jìn)行課程考試改革方案實(shí)施的初步總結(jié),寫(xiě)出課程考試改革方案實(shí)施的初步總結(jié)報(bào)告。

3.6 修改課程綜合應(yīng)用能力考核的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

3.7 修改自動(dòng)控制原理課程綜合性實(shí)驗(yàn)試題庫(kù)。

3.8 撰寫(xiě)自動(dòng)控制原理課程考試改革的探索的論文。

3.9 在2008級(jí)自動(dòng)控制原理教學(xué)中實(shí)施課程考試改革方案。

3.10 進(jìn)行自動(dòng)控制原理課程考試改革方案實(shí)施的總結(jié),寫(xiě)出課程考試改革方案實(shí)施的總結(jié)報(bào)告。

3.11 寫(xiě)出自動(dòng)控制原理課程考試改革方案的結(jié)題報(bào)告。

4自動(dòng)控制原理課程考試改革的預(yù)期成果

4.1 學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性得到增強(qiáng),通過(guò)設(shè)置選做實(shí)驗(yàn),學(xué)生學(xué)習(xí)會(huì)更加主動(dòng),鼓勵(lì)學(xué)生提高綜合知識(shí)運(yùn)用能力,不再像以前期末考試前幾天死記硬背,造成學(xué)的好不如背的好的怪現(xiàn)象。

4.2 學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力得到了培養(yǎng),通過(guò)完成大作業(yè)網(wǎng)上查閱資料的能力明顯提高,大量查閱資料后會(huì)超出教師布置的題目范圍,大部分學(xué)生會(huì)對(duì)教師的題目給出多種分析結(jié)果,甚至?xí)鏊鶎W(xué)的范圍,突破了思維定勢(shì),即教師告訴什么就知道什么的現(xiàn)象。

4.3 學(xué)生撰寫(xiě)科技論文的能力得到提高,為以后做畢業(yè)設(shè)計(jì)撰寫(xiě)畢業(yè)論文打好基礎(chǔ)。

4.4 學(xué)生獨(dú)立分析問(wèn)題的能力將得到提高。通過(guò)采取半開(kāi)卷的模式,學(xué)生不但需要掌握基本理論,還要學(xué)會(huì)更好的利用基本理論解決實(shí)際問(wèn)題,強(qiáng)調(diào)提高學(xué)生的分析,設(shè)計(jì)能力,及尋求一題多解的發(fā)散性思維,強(qiáng)調(diào)工程應(yīng)用背景,立意考查靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題和創(chuàng)新思維的能力,改善了以往學(xué)生認(rèn)為“學(xué)了也沒(méi)有用”的想法。

4.5 制定出課程考核能力與技能的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

4.6 撰寫(xiě)課程考試改革實(shí)施效果的調(diào)研報(bào)告。

4.7 撰寫(xiě)教改論文:自動(dòng)控制原理課程考試改革的探索。

4.8 提交自動(dòng)控制原理課程考試改革的結(jié)題報(bào)告。

參考文獻(xiàn):

第5篇：自動(dòng)控制理論論文范文

論文關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)控制網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的控制

論文摘要：網(wǎng)絡(luò)與控制的學(xué)科交叉研究與產(chǎn)品的研發(fā)是我們面臨的一個(gè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)。在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)的控制中都有不少問(wèn)題可研討。

二十年前,面對(duì)計(jì)算機(jī)與控制交叉發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn),中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)工控機(jī)專委會(huì)(其前身:中國(guó)電子學(xué)會(huì)電子計(jì)算機(jī)專業(yè)委員會(huì)工業(yè)計(jì)算機(jī)學(xué)組)誕生。二十年后的今天,我們又面臨新的機(jī)遇與挑戰(zhàn),其特征之一就是,信息科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展所引發(fā)的計(jì)算網(wǎng)絡(luò)與控制科學(xué)技術(shù)的交叉發(fā)展,本文簡(jiǎn)稱為“網(wǎng)絡(luò)控制”對(duì)此#已有不少論述。本文只是簡(jiǎn)要討論一些看法。

1網(wǎng)絡(luò)控制的機(jī)遇

近年來(lái)信息科學(xué)技術(shù)與信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分迅猛，新思想、新技術(shù)相繼問(wèn)世，網(wǎng)絡(luò)方面的新技術(shù)和產(chǎn)品迅速進(jìn)入市場(chǎng)。而在經(jīng)歷一個(gè)大發(fā)展后，自動(dòng)化及控制理論在其發(fā)展中也出現(xiàn)一此“困惑”，各國(guó)均十分關(guān)注自動(dòng)化科學(xué)與技術(shù)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。1986年IEEE與美國(guó)國(guó)家基金委專家高峰會(huì)發(fā)表“對(duì)控制的挑戰(zhàn)”一文;1990-1993年IFAC組織了“控制在工業(yè)中的應(yīng)用而臨計(jì)算機(jī)的挑戰(zhàn)”調(diào)研……我國(guó)也十分重視這個(gè)問(wèn)題:1999年宋健在IFAC大會(huì)報(bào)告:21世紀(jì)的控制;2002年中國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金委召開(kāi)“中國(guó)自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)展戰(zhàn)略高層學(xué)術(shù)討論會(huì)”在這此討論中，信息的控制、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)控制的沖擊等都是一個(gè)議題。維納《控制論》一書(shū)的副標(biāo)題是:“關(guān)于在動(dòng)物和機(jī)器中控制和通信的科學(xué)”;而在《控制論》第一版序言中他又指出“如果一門(mén)新的科學(xué)學(xué)科是真正有生命力的，它的引人興趣的中心就必須而且應(yīng)該隨著歲月而轉(zhuǎn)移……因此，控制論學(xué)家應(yīng)該繼續(xù)走向新的領(lǐng)域，應(yīng)該把大部分注意力轉(zhuǎn)移到近十年發(fā)展的新的思想上去……”。從歷史上看，控制與通信確實(shí)是相互依存交叉發(fā)展的，而當(dāng)今在“網(wǎng)絡(luò)的連通性無(wú)所不在”的形勢(shì)下，我們確有必要討論網(wǎng)絡(luò)對(duì)控制的挑戰(zhàn)是什么，信息的控制或網(wǎng)絡(luò)控制是否應(yīng)該列為一個(gè)“引人興趣的中心”。

“網(wǎng)絡(luò)控制”的提法早已有過(guò)，而對(duì)其內(nèi)涵與外延井不十分統(tǒng)一，我們覺(jué)得網(wǎng)絡(luò)控制泛指通信網(wǎng)絡(luò)與控制科學(xué)技術(shù)的交叉以及相應(yīng)的產(chǎn)品。主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容，網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的控制與管理，網(wǎng)絡(luò)主要是做為技術(shù)手段或環(huán)境#而控制對(duì)象是傳統(tǒng)的對(duì)象（如電機(jī)、化工過(guò)程、航天……）也包括交通服務(wù)等系統(tǒng)。本文簡(jiǎn)稱為”網(wǎng)絡(luò)化控制”"網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)本身的控制與管理。信息與網(wǎng)絡(luò)成為控制的對(duì)象，而采用控制的手段來(lái)滿足用戶的要求。本文簡(jiǎn)稱為“網(wǎng)絡(luò)的控制”。這也可以說(shuō)是從兩個(gè)視角來(lái)研究網(wǎng)絡(luò)控制。我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)控制的這兩個(gè)視角上都面臨機(jī)遇與挑戰(zhàn)，前者延伸了諸如數(shù)字控制。計(jì)算機(jī)控制等的概念，而后者則延伸了電機(jī)控制，機(jī)床控制等的概念。

2網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)化控制

網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)化控制有多種提法，如TelematicSys-terns，NetworkedSystems，NetworkedControlSystems(NCS)，IntegratedCommunicationandControlSystems(ICCS通信與控制系統(tǒng))等，其內(nèi)涵各有所側(cè)重，但有共同點(diǎn):是依靠網(wǎng)絡(luò)(主要是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò))組成的分布式系統(tǒng);具有資源共享、集成自動(dòng)化、協(xié)調(diào)下作等特點(diǎn)，從應(yīng)用角度可包括:網(wǎng)絡(luò)化控制、網(wǎng)絡(luò)化制造、電子政務(wù)、電子商務(wù)、數(shù)字家庭、大型電網(wǎng)、城市交通、軍事上的41SR指揮、控制、通信、計(jì)算機(jī)以及情報(bào)、監(jiān)視、偵察)等?？梢允窍聵I(yè)對(duì)象也可以是服務(wù)業(yè)或其他對(duì)象。

網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)一般是大范疇的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)，從功能層次上可包括企業(yè)網(wǎng)的外聯(lián)網(wǎng)[xtranet，企業(yè)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)Intranet,控制網(wǎng)、傳感網(wǎng)等，從網(wǎng)絡(luò)類型上也可以說(shuō)包括因特網(wǎng)、無(wú)線移動(dòng)通信、以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線與工業(yè)以太網(wǎng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在控制領(lǐng)域的’泛且深入的應(yīng)用，必然引起網(wǎng)絡(luò)與控制交叉學(xué)科的發(fā)展，或者引起ThomasKahn在“TheStrutureofScientificRevolutions”中指出的在控制領(lǐng)域的范例轉(zhuǎn)移(ParadigmShift)或出現(xiàn)從連續(xù)時(shí)間控制理論到離散時(shí)間控制理論的發(fā)展。

網(wǎng)絡(luò)化控制與管理系統(tǒng)，可以不同程度地實(shí)現(xiàn)各層次自動(dòng)化系統(tǒng)的集成使企業(yè)在企業(yè)協(xié)作、資源共享、提高效率、增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力等方面得到好處;同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的引入必然帶來(lái)信息傳輸時(shí)延，延時(shí)的抖動(dòng)信息(數(shù)抓包)去失等問(wèn)題，也必將引發(fā)一此研究課題，包括:網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下復(fù)雜系統(tǒng)的集成優(yōu)化控制;基于連續(xù)時(shí)間和基于事件控制理論(在網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)中的)的應(yīng)用與發(fā)展;各種網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用系統(tǒng)的建模與分析;基于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的分布控制;網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)的信息女全，現(xiàn)場(chǎng)總線，工業(yè)以太網(wǎng)，傳感器網(wǎng)絡(luò)等等，從某種意義說(shuō)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展必須定位于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，從網(wǎng)絡(luò)控制著手。

3網(wǎng)絡(luò)的控制與答理

網(wǎng)絡(luò)的控制，基于網(wǎng)絡(luò)的控制(Network一BasedControl)或網(wǎng)絡(luò)空間中的控制問(wèn)題是自接涉及到網(wǎng)絡(luò)木身的控制問(wèn)題，這里控制的對(duì)象是信息、數(shù)抓、網(wǎng)絡(luò)……。在自動(dòng)化科學(xué)發(fā)展的歷史中，自動(dòng)控制的對(duì)象是不斷發(fā)展變化的，這種發(fā)展體現(xiàn)了自動(dòng)化科學(xué)理論與實(shí)際相結(jié)合，學(xué)科交叉和與時(shí)俱進(jìn)的特性，從某種意義上說(shuō)控制論的著眼點(diǎn)是信息與控制或信息的控制而網(wǎng)絡(luò)的控制是信息的控制中的重要內(nèi)容。

網(wǎng)絡(luò)的控制或基于網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)在資源共享提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)集成自動(dòng)化和整體優(yōu)化以及和諧人機(jī)協(xié)調(diào)等方而都有優(yōu)勢(shì)或潛力;由于網(wǎng)上的傳輸時(shí)延，數(shù)抓包去失，以及用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的不同需求等，引出了網(wǎng)絡(luò)的控制中一系列研究課題。涉及相關(guān)的協(xié)議，系統(tǒng)的控制策略，穩(wěn)定性、魯棒性、算法的收斂性以及控制系統(tǒng)產(chǎn)品化等問(wèn)題。

以復(fù)雜媒體網(wǎng)絡(luò)的控制為例，復(fù)雜媒體可視為一個(gè)廣義的系統(tǒng)，其所究?jī)?nèi)容包括信息結(jié)構(gòu)、復(fù)雜媒體的管理.、服務(wù)質(zhì)量(QOS)控制，流量控制等。例如，在流媒體系統(tǒng)中，可以利用自適應(yīng)等控制策略使用戶在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境卜享受到盡可能好的QoS保證。1999年，木尼迪克特(Bendidt)提出了“網(wǎng)絡(luò)空間”（Cyberspace)的概念，稱這種“由計(jì)算機(jī)支持，由計(jì)算機(jī)進(jìn)入和由計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的全球網(wǎng)絡(luò)化，是多維度的，人造或‘慮擬’的真實(shí)。它是真實(shí)的，每一臺(tái)計(jì)算機(jī)都是一個(gè)窗口;它是慮擬的，所看到的或所聽(tīng)到的既不是物質(zhì)也不是物質(zhì)的表現(xiàn)，相反它們都是純粹的數(shù)抓或信息組成的”?？梢哉f(shuō)，它是介于慮擬和現(xiàn)實(shí)之間的特殊空間，即“網(wǎng)絡(luò)空間”，由此而可能發(fā)展網(wǎng)絡(luò)科學(xué)。網(wǎng)絡(luò)空間有許多控制和答理問(wèn)題，有人稱之為“慮擬控制”或網(wǎng)絡(luò)的控制。近年來(lái)，關(guān)于下一代互聯(lián)網(wǎng)、智能網(wǎng)、網(wǎng)格等的討論也較多，網(wǎng)格（Grid)一般認(rèn)為是繼傳統(tǒng)因特網(wǎng)、Web之后的第三代因特網(wǎng)其主旨是實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)上所有資源的全而連通，在氣象、能源、教育以及企業(yè)信息化中都有廣’泛應(yīng)用。美國(guó)《福布斯特》雜志預(yù)期網(wǎng)格技術(shù)到2020年將產(chǎn)生年產(chǎn)伯20萬(wàn)億美元的大下業(yè)。在網(wǎng)格中分布資源管理與控制、資源共享、網(wǎng)格監(jiān)控以及系統(tǒng)女全等方而的研究都是受人關(guān)汁的四。有人建議，在網(wǎng)格的體系上要體現(xiàn)服務(wù)第一，協(xié)議第一的觀念。另外，在下一代網(wǎng)關(guān)中，可能會(huì)將大部分控制功能(呼叫控制、接入控制、資源控制、服務(wù)質(zhì)量控制等)統(tǒng)一交由一個(gè)控制層來(lái)完成?？梢?jiàn)，網(wǎng)絡(luò)的控制及管理.是日益受到重視，控制的一此基本概念，控制策略和控制理論不能簡(jiǎn)的一地搬用到網(wǎng)絡(luò)的控制中，但應(yīng)可以在網(wǎng)絡(luò)的控制中得到發(fā)展。

以網(wǎng)絡(luò)為控制對(duì)象的網(wǎng)絡(luò)控制所要解決的主要是用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)各種服務(wù)質(zhì)量:需求與網(wǎng)絡(luò)資源間的矛盾與協(xié)調(diào)。從信息傳送結(jié)構(gòu)上講，可以在核心網(wǎng)上增強(qiáng)控制功能;也可以在邊緣網(wǎng)上引入系統(tǒng)與控制的方法。在這此系統(tǒng)建模與分析中，多會(huì)遇到系統(tǒng)規(guī)模大、異構(gòu)件、時(shí)變性、人機(jī)協(xié)調(diào)、隨機(jī)性等問(wèn)題、在已見(jiàn)的一此研究成果中，排隊(duì)論、小波分析、自適應(yīng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、混雜系統(tǒng)等理論與方法都有應(yīng)用。在因特網(wǎng)或非實(shí)時(shí)局域網(wǎng)的控制系統(tǒng)中，離散控制時(shí)間的確定性或定常性已不存在，要發(fā)展網(wǎng)絡(luò)控制理論或改造經(jīng)典的方法或按離散事件動(dòng)力學(xué)考慮新途徑，學(xué)科交叉研究勢(shì)在必行。

4對(duì)下控機(jī)系統(tǒng)及專委會(huì)工作的一此思考

二十年前，在個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)技術(shù)成熱并大舉進(jìn)入市場(chǎng)之際，我們成立了工業(yè)控制計(jì)算機(jī)專業(yè)委員會(huì)，在學(xué)術(shù)交流、產(chǎn)品研發(fā)等方面做了許多工作，得到了廣泛的認(rèn)可。當(dāng)前，信息網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展，而對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制等的機(jī)遇，工控機(jī)系統(tǒng)的研發(fā)人員應(yīng)多交流討論。各種工控機(jī)系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)，分布控制系統(tǒng)，傳感器仍是工業(yè)自動(dòng)化與下控機(jī)的主要課題，而網(wǎng)絡(luò)控制的機(jī)遇與挑戰(zhàn)也是專委會(huì)需認(rèn)真思考的:

1)當(dāng)前，我國(guó)在網(wǎng)絡(luò)化控制(網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)化制造……)方面的研究與產(chǎn)品研發(fā)已有一此成果，尚待深入與普及;而在網(wǎng)絡(luò)的控制方而的研究下作剛剛開(kāi)始。我們可能需要在理論探索、技術(shù)研究以及協(xié)議（標(biāo)準(zhǔn))制定、產(chǎn)品研發(fā)等層面上挑戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)控制的機(jī)遇。

2)需要面對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制的挑戰(zhàn)，加強(qiáng)計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制等學(xué)術(shù)交叉性的研討，可與兄弟專委會(huì)聯(lián)合組織。計(jì)算機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制等不同專業(yè)背景的人員在從事網(wǎng)絡(luò)控制這類學(xué)科交叉研究中，往往有不同的思路、視角、方法或切入點(diǎn)，其成果也各有特色。多交流互補(bǔ)是大有益處的。

第6篇：自動(dòng)控制理論論文范文

關(guān)鍵詞：MATLAB　仿真　應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TP2　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　文章編號(hào)：1007-3973(2011)004-102-02

在當(dāng)今自動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域，但隨著生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)要求的不斷提高，這樣對(duì)自動(dòng)控制技術(shù)也有著相應(yīng)的提高，傳統(tǒng)的方法已經(jīng)不在滿足其現(xiàn)代生產(chǎn)的要求，這樣MATALAB仿真技術(shù)相應(yīng)產(chǎn)生，而且越來(lái)越多的應(yīng)用在自動(dòng)控制系統(tǒng)中。下面從以下幾個(gè)方面去介紹其在控制系統(tǒng)的應(yīng)用。

1　在經(jīng)典控制的應(yīng)用

我們知道雖然現(xiàn)代控制方法和控制技術(shù)不斷的發(fā)展，但是我國(guó)的很多廠家的生產(chǎn)中均采用的是經(jīng)典PID的控制方法，經(jīng)典PID有著控制簡(jiǎn)單，快速等優(yōu)點(diǎn)，但是要想采用PID算法必須要先確定控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，而確定數(shù)學(xué)模型有兩種方法：一種是機(jī)理建模而另外一種是實(shí)驗(yàn)建模，但是第一種方法雖然建立數(shù)學(xué)模型比較準(zhǔn)確，但是在實(shí)際工況中機(jī)理建模實(shí)際很難用到的，因?yàn)閷?shí)際工況中工藝很復(fù)雜，并且被控對(duì)象會(huì)隨著環(huán)境的改變而改變，通常會(huì)才用第二種實(shí)驗(yàn)建模，實(shí)驗(yàn)建模是要描繪出被控對(duì)象的輸出曲線，以前被控對(duì)象的輸出曲線很難描繪，隨著MATLAB仿真技術(shù)的應(yīng)用這種問(wèn)題迎刃而解了，比如在電阻爐溫度控制中，就得用MATLAB仿真技術(shù)建立電阻爐的數(shù)學(xué)模型。電阻爐是一純滯后一階對(duì)象，其傳遞函數(shù)為W0(s)=Y(s)／C(s)=Ketos／I+TS其飛升曲線如圖所示：

K=輸出穩(wěn)態(tài)值，初始值／240=158-13／240=0.6

TO與τ按工程計(jì)算法求得取

tl=τ+T0／3

t2=τ+TO

其中t1、t2分別對(duì)應(yīng)階躍響應(yīng)的穩(wěn)態(tài)值的28％和 63％的時(shí)間

t1=24　τ=5 t2=62　TO=57

這樣確定電阻爐的數(shù)學(xué)模型就迎刃而解了。

2　在經(jīng)典控制理論計(jì)算的應(yīng)用

在經(jīng)典控制系統(tǒng)中，頻率分析和時(shí)域分析對(duì)系統(tǒng)都很重要。但對(duì)于二階的系統(tǒng)人手算的工作量還不大，但超過(guò)二階以上的系統(tǒng)用人工計(jì)算就非常繁復(fù)了，這樣必須通過(guò)MATA，LB仿真來(lái)完成例如：

某系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳函為G(S)=20／S3+8S3+36S+40求該系統(tǒng)的響應(yīng)和波特圖。

綜上所述，隨著MATALB仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，會(huì)大大促進(jìn)控制系統(tǒng)的發(fā)展并上一個(gè)新的臺(tái)階的。

參考文獻(xiàn)：

第7篇：自動(dòng)控制理論論文范文

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制原理；教學(xué)模式；教學(xué)方法；改革創(chuàng)新

作者簡(jiǎn)介：董帥（1985-），男，天津人，軍事交通學(xué)院裝運(yùn)機(jī)械系，助教；李春卉（1977-），女，山西運(yùn)城人，軍事交通學(xué)院裝運(yùn)機(jī)械系，講師。（天津 300161）

中圖分類號(hào)：G642     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：1007-0079（2012）01-0019-02

自動(dòng)控制原理是機(jī)械工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門(mén)主干課程，在專業(yè)課程體系中占有重要地位。該課程的主要特點(diǎn)是：抽象概念多、理論性強(qiáng)、信息量大；所涉及的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)廣泛、知識(shí)面廣；內(nèi)容豐富、更新發(fā)展快等。課程的這些特點(diǎn)很容易造成學(xué)生理解上的混亂，對(duì)學(xué)習(xí)造成困難，同時(shí)依靠傳統(tǒng)的教學(xué)模式，教師也很難保證較好的教學(xué)效果。因此，本文提出一些教學(xué)模式的創(chuàng)新思考，并在日常教學(xué)中有計(jì)劃、有規(guī)律的進(jìn)行實(shí)踐探索，達(dá)到該門(mén)課程教師從容授課、學(xué)生輕松學(xué)習(xí)，既增強(qiáng)了學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣，也培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程意識(shí)。

一、傳統(tǒng)教學(xué)模式下，自動(dòng)控制原理課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

1.學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)薄弱和學(xué)習(xí)能力的下降造成學(xué)習(xí)障礙

自動(dòng)控制原理課程是控制、數(shù)學(xué)、信息技術(shù)領(lǐng)域的交叉學(xué)科。課程內(nèi)容涉及高等數(shù)學(xué)、工程數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)、力學(xué)、電學(xué)、機(jī)械學(xué)等多門(mén)學(xué)科知識(shí)，理論性強(qiáng)，與工程結(jié)合密切。由于高校擴(kuò)招后學(xué)生的文化基礎(chǔ)、自主學(xué)習(xí)動(dòng)力和吃苦精神較之以往有所下降，加上學(xué)生對(duì)課程相關(guān)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)缺乏，對(duì)學(xué)科之間的交叉理解能力不強(qiáng)，以致學(xué)生普遍認(rèn)為自動(dòng)控制原理課程的學(xué)習(xí)困難。

2.對(duì)理論與實(shí)踐結(jié)合的重視程度不夠致使學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力

在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中教師往往缺乏實(shí)踐教學(xué)和理論教學(xué)的結(jié)合，學(xué)生對(duì)實(shí)際控制系統(tǒng)缺少直觀的感性認(rèn)識(shí)，造成學(xué)生對(duì)于實(shí)踐環(huán)節(jié)的認(rèn)識(shí)和重視度不高，缺乏工程實(shí)踐知識(shí)和創(chuàng)新能力；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容往往以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，循規(guī)蹈矩，實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段單一，某些實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)更是與理論教學(xué)脫節(jié)，導(dǎo)致學(xué)生失去了學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。另外，在現(xiàn)今大環(huán)境的影響下，很多學(xué)生更注重所學(xué)知識(shí)的實(shí)用性，只想知道所學(xué)的課程對(duì)以后的工作究竟有什么用，直奔目標(biāo)而去，認(rèn)為“有用”則學(xué)，“無(wú)用”則混。傳統(tǒng)的教學(xué)模式下無(wú)法給學(xué)生正確的引導(dǎo)，導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

3.傳統(tǒng)的講授式課堂教學(xué)模式難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

自動(dòng)控制原理教材中有許多抽象概念讓學(xué)生不知所云，覺(jué)得這些概念抽象得難以理解，不知道與現(xiàn)實(shí)生活有什么聯(lián)系，脫離實(shí)際在一定程度上已經(jīng)影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。再加上傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，學(xué)生上課只能摘抄筆記被動(dòng)地接受“填鴨式”教學(xué)，課堂上缺乏“參與式”、“引導(dǎo)式”和“啟發(fā)式”等互動(dòng)教學(xué)環(huán)節(jié)，教師只是一味地進(jìn)行公式推導(dǎo)，對(duì)學(xué)生灌輸抽象的專業(yè)理論概念，枯燥的學(xué)習(xí)內(nèi)容和單一的教學(xué)模式，極易使學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，進(jìn)而失去學(xué)習(xí)興趣。

4.傳統(tǒng)的考核方式使學(xué)生的學(xué)習(xí)與課程要求相脫離

自動(dòng)控制原理課程的教學(xué)目的是使學(xué)生了解自動(dòng)控制領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)，掌握自動(dòng)控制技術(shù)的基本理論和專業(yè)技能，增強(qiáng)與之相應(yīng)的工程意識(shí)和創(chuàng)新能力。但課程的內(nèi)容比較抽象，單一的理論學(xué)習(xí)使學(xué)生感到枯燥厭煩，學(xué)生學(xué)習(xí)就是為了考試時(shí)能得到60分，而傳統(tǒng)考核方式中的閉卷或開(kāi)卷考試都或多或少與課程要求相偏離，從而導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)效果不能達(dá)到教學(xué)目的，因此就會(huì)把教學(xué)中的教與學(xué)、學(xué)與考給割裂開(kāi)來(lái)，教學(xué)達(dá)不到應(yīng)有的目的。

二、課程教學(xué)改革的創(chuàng)新思考和實(shí)踐探索

1.理論教學(xué)的創(chuàng)新與實(shí)踐

（1）創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容。自動(dòng)控制領(lǐng)域的發(fā)展速度越來(lái)越快，控制技術(shù)和檢測(cè)手段日益增加，不斷更新，致使自動(dòng)控制原理教學(xué)內(nèi)容多、學(xué)時(shí)少的矛盾日趨突出。因此，必須根據(jù)教學(xué)目的和培養(yǎng)目標(biāo)，創(chuàng)新課程設(shè)計(jì)，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，并且對(duì)每個(gè)教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度不斷更新。對(duì)于教學(xué)大綱中的重點(diǎn)內(nèi)容、基本概念、基本原理和基本方法，要重點(diǎn)講解并且需要啟發(fā)式講深講透。針對(duì)課程交叉性強(qiáng)的問(wèn)題，對(duì)已學(xué)內(nèi)容，主要針對(duì)課程所需所用之處進(jìn)行講授，并注重內(nèi)容交叉銜接處的重點(diǎn)講授。同時(shí)，從課程設(shè)計(jì)和教學(xué)目的的總體要求出發(fā)，打破傳統(tǒng)教材結(jié)構(gòu)的約束，改進(jìn)傳統(tǒng)的教學(xué)順序，對(duì)教學(xué)內(nèi)容運(yùn)用模塊化設(shè)計(jì)進(jìn)行講授，從而有效地解決了教與學(xué)、學(xué)與用、目前與發(fā)展之間的矛盾，使自動(dòng)控制原理課程體系結(jié)構(gòu)具有系統(tǒng)性、實(shí)用性，與時(shí)俱進(jìn)。

（2）創(chuàng)新教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性。改變傳統(tǒng)“灌輸式”和“填鴨式”的教學(xué)方式而采用“參與式”、“引導(dǎo)式”和“啟發(fā)式”的互動(dòng)教學(xué)方法，對(duì)抽象概念、定義和分析方法進(jìn)行有層次的講解，有意識(shí)的啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、討論所學(xué)內(nèi)容，積極參與到教學(xué)過(guò)程中。教師的授課過(guò)程需要聲情并茂，隨時(shí)與學(xué)生進(jìn)行言語(yǔ)與眼神的溝通交流。同時(shí)，要打破課堂講授的單一教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行研討式學(xué)習(xí)，要求學(xué)生課后閱讀大量參考資料，在課堂中通過(guò)討論的方式不斷澄清模糊認(rèn)識(shí)和錯(cuò)誤概念，使學(xué)生真正成為教學(xué)活動(dòng)的主體，這樣既可以激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，同時(shí)也加深了他們對(duì)自動(dòng)控制基本的理解，拓寬了知識(shí)面。

（3）充分運(yùn)用現(xiàn)代化教學(xué)技術(shù)，豐富教學(xué)手段，提高教學(xué)質(zhì)量。現(xiàn)代化的教學(xué)技術(shù)可以豐富教學(xué)手段，使課堂教學(xué)環(huán)節(jié)生動(dòng)、形象、直觀，同時(shí)也能大大增加學(xué)生聽(tīng)課的效率，從而提高教學(xué)質(zhì)量。在教師聲情并茂的講授過(guò)程中，適時(shí)的穿插使用動(dòng)畫(huà)教學(xué)，計(jì)算機(jī)仿真教學(xué)，將教學(xué)內(nèi)容用學(xué)生最有興趣接受的方式進(jìn)行教授。同時(shí)，可以充分利用目前控制界和工程界流行的Matlab語(yǔ)言形成集自動(dòng)控制理論的基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)、系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)于一體的多媒體教學(xué)環(huán)境。學(xué)生通過(guò)在Matlab/Simulink環(huán)境中對(duì)所學(xué)控制系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真，可以更加形象地認(rèn)知系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的組成以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程，從而加深對(duì)抽象概念的理解。充分利用計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的手段，不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)課程的主觀能動(dòng)性，而且可以將一些以往學(xué)生難以理解和掌握的抽象內(nèi)容，通過(guò)形象、直觀的方式展現(xiàn)給學(xué)生，使學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解和掌握更加簡(jiǎn)單，從而提高課堂的授課效率，增強(qiáng)教學(xué)效果。

（4）理論結(jié)合實(shí)際，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。自動(dòng)控制原理課程的教學(xué)目的就是為了使學(xué)生能夠用所學(xué)的控制技術(shù)解決實(shí)際的控制問(wèn)題，在教學(xué)中把課程與工程實(shí)際應(yīng)用緊密聯(lián)系可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，應(yīng)加大理論和應(yīng)用相結(jié)合的重視程度，選取現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)際的控制系統(tǒng)，引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的控制理論知識(shí)去解決分析和設(shè)計(jì)問(wèn)題。同時(shí)，為了擴(kuò)大學(xué)生的視野和知識(shí)面，要不斷更新控制系統(tǒng)實(shí)例庫(kù)，引入前沿的控制系統(tǒng)和控制技術(shù)作為教學(xué)內(nèi)容介紹給學(xué)生，這樣才能真正做到學(xué)與用相結(jié)合，使學(xué)生深刻理解學(xué)以致用的意義，從而調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新與實(shí)踐

（1）創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和方法，進(jìn)行分層次實(shí)驗(yàn)。自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)和創(chuàng)新能力的重要途徑，因此，將實(shí)驗(yàn)課分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)三個(gè)層次，運(yùn)用Matlab語(yǔ)言對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，可以更大程度地達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。為了充分體現(xiàn)課程的實(shí)踐性，與理論教學(xué)內(nèi)容緊密相關(guān)的部分一般作為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，安排在實(shí)驗(yàn)課內(nèi)完成；為了使學(xué)生對(duì)控制系統(tǒng)有直觀的感知，一般將具有特定功能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)作為綜合性實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，安排在實(shí)驗(yàn)課內(nèi)和業(yè)余時(shí)間共同完成；為了增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程設(shè)計(jì)能力，利用業(yè)余時(shí)間安排一些實(shí)際控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)作為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面鼓勵(lì)學(xué)生自擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，改變常規(guī)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)方式，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合性，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。

（2）積極創(chuàng)造條件，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)。建設(shè)自動(dòng)控制技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供良好的實(shí)驗(yàn)條件，使自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程更好的為提高學(xué)生創(chuàng)新能力和工程意識(shí)的培養(yǎng)服務(wù)。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)室在時(shí)間、內(nèi)容、操作上實(shí)行按需開(kāi)放制度，給予學(xué)生充分的實(shí)驗(yàn)空間和足夠的實(shí)驗(yàn)機(jī)會(huì)。自動(dòng)控制原理課程教學(xué)的同時(shí)，同步開(kāi)設(shè)Matlab語(yǔ)言仿真設(shè)計(jì)課程，使學(xué)生能夠充分掌握Matlab仿真知識(shí)，對(duì)于自動(dòng)控制原理課中不好理解的理論知識(shí)，便于及時(shí)地實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

3.考核形式和方法的創(chuàng)新探索

在自動(dòng)控制原理教學(xué)中，要增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程意識(shí)的培養(yǎng)，就必須改變以往的應(yīng)試教育模式。只有合理的考核與成績(jī)?cè)u(píng)定方式才能使學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程和教師的教學(xué)過(guò)程形成一個(gè)穩(wěn)定的性能良好的閉環(huán)系統(tǒng)，最終達(dá)到教學(xué)目的。因此，為了更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的，可以將考核形式和成績(jī)?cè)u(píng)定方式劃分為以下四個(gè)組成部分：根據(jù)平時(shí)課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)和日常作業(yè)完成情況給與平時(shí)成績(jī)，占課程總成績(jī)的10%；基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)部分作為實(shí)驗(yàn)成績(jī)，占課程總成績(jī)的30%；以提交大作業(yè)或者論文的形式作為期中考試，占課程總成績(jī)的30%；閉卷理論考試作為期末，占課程總成績(jī)的30%。這樣不僅使學(xué)生從單純的應(yīng)試教育中脫離出來(lái)，而且學(xué)生可以更好地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，增強(qiáng)自身的創(chuàng)新能力，真正做到學(xué)以致用。

4.建設(shè)一支高素質(zhì)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)

知識(shí)的傳授、學(xué)生能力的培養(yǎng)和素質(zhì)的提高，都需要教師精心培養(yǎng)和正確指導(dǎo)，高素質(zhì)的教師團(tuán)隊(duì)是教學(xué)模式改革創(chuàng)新的必備條件。因此，教師不但要具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度、科學(xué)的研究方法，而且還應(yīng)具有強(qiáng)烈的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新意識(shí)，同時(shí)教師還要時(shí)刻關(guān)注控制領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)和最新的研究成果，豐富教學(xué)內(nèi)容，更新素材庫(kù)，加強(qiáng)自身的業(yè)務(wù)素質(zhì)。這樣教師在授課過(guò)程中，才能視野廣闊，教學(xué)內(nèi)容充實(shí)，并且直接接觸科學(xué)研究前沿，學(xué)生在這種氛圍的熏陶下，學(xué)習(xí)興趣、實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識(shí)就會(huì)得到潛移默化的增強(qiáng)。

三、結(jié)束語(yǔ)

在自動(dòng)控制原理課程建設(shè)過(guò)程中，主要針對(duì)自動(dòng)控制原理課程的特點(diǎn)及以往教學(xué)中存在的問(wèn)題，摒棄傳統(tǒng)思想，注重使用先進(jìn)的教學(xué)形式和考核模式，合理運(yùn)用現(xiàn)代教育教學(xué)技術(shù)手段，推進(jìn)教學(xué)模式的改革與創(chuàng)新，并且在教學(xué)實(shí)踐中取得了較好的效果，但在今后的教學(xué)實(shí)踐中仍需做進(jìn)一步的探究與改進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]江善和,王遠(yuǎn)志.自動(dòng)控制原理課程教學(xué)改革的思考與實(shí)踐[J].軟件導(dǎo)刊,2009,(12).

[2]鄒恩,漆海霞,楊秀麗.“自動(dòng)控制原理”課程教學(xué)的方法研究[J].中國(guó)電力教育,2009,(20).

第8篇：自動(dòng)控制理論論文范文

關(guān)鍵詞：電廠 溫度 自動(dòng)控制

前言：近年來(lái)，自控技術(shù)的發(fā)展不斷加速，新的科技成果不斷涌現(xiàn)。為保證自控設(shè)備和系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行，可靠的設(shè)備與控制邏輯是先決條件．正常的檢修和維護(hù)是基礎(chǔ)，有效的技術(shù)管理是保證。

1.電廠溫度自動(dòng)控制的常見(jiàn)技術(shù)問(wèn)題

1.1 管理水平較低

按照現(xiàn)在的情況，電廠溫度自控系統(tǒng)的科學(xué)性與可靠性、安裝調(diào)試和檢修維護(hù)質(zhì)量甚至包括針對(duì)自控系統(tǒng)的管理水平等都還存在一定問(wèn)題．由此引發(fā)熱控保護(hù)系統(tǒng)可預(yù)防的誤動(dòng)仍時(shí)有發(fā)生。隨著電力建設(shè)的快速發(fā)展和發(fā)電成本的提高．電力生產(chǎn)企業(yè)面臨的安全考核風(fēng)險(xiǎn)將增加．市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境將加劇。因此，如何提高機(jī)組設(shè)備運(yùn)行的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性是電廠經(jīng)營(yíng)管理工作中的重中之重。

1.2 故障原因多樣

隨著溫度自控系統(tǒng)的監(jiān)控范圍不斷擴(kuò)大，功能不斷增強(qiáng)，相關(guān)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的離散性也在增大。當(dāng)自控系統(tǒng)的控制邏輯和執(zhí)行設(shè)備，包括外部環(huán)境，以及相關(guān)技術(shù)人員的素質(zhì)等因素一旦出現(xiàn)問(wèn)題，都會(huì)造成溫度自控保護(hù)系統(tǒng)的誤動(dòng)或機(jī)組跳閘，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行產(chǎn)生十分重要的影響。因此，如何進(jìn)一步做好溫度自控系統(tǒng)從設(shè)計(jì)安裝到調(diào)試運(yùn)行，包括使用之后的維護(hù)檢修的全程質(zhì)量監(jiān)督與評(píng)估，提高溫度自控系統(tǒng)安全運(yùn)行的可靠性有著十分重要的意義。

1.3 評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)缺乏

隨著電力企業(yè)的集約化經(jīng)營(yíng)和科學(xué)化管理的發(fā)展觀的不斷深入，在經(jīng)濟(jì)效益為主導(dǎo)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，電廠通常采用提高機(jī)組利用時(shí)長(zhǎng)和減少生產(chǎn)人員以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。此外，由于電力企業(yè)與外包檢修企業(yè)聯(lián)系密切，專業(yè)的外包檢修技術(shù)人員逐步取代本廠檢修技術(shù)人員將是各級(jí)電廠未來(lái)畢竟的發(fā)展趨勢(shì)。在這種情況下，如何對(duì)機(jī)組溫度自控系統(tǒng)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量和檢修維護(hù)進(jìn)行有效的監(jiān)督評(píng)價(jià)，缺少一個(gè)切實(shí)可行，系統(tǒng)科學(xué)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)提體系。

1.4 設(shè)備質(zhì)量不高

從目前的情況來(lái)看，電廠的溫度自控的相關(guān)設(shè)備的管理仍停留在傳統(tǒng)的管理模式上，針對(duì)相關(guān)設(shè)備的檢修，通常僅僅采用定期檢修驗(yàn)方式，而不是針對(duì)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行檢修。這樣，不僅對(duì)人力、物力造成了不必要的浪費(fèi)，同時(shí)，也增加了設(shè)備的異常的可能性。另外，還存在相關(guān)設(shè)備在采購(gòu)時(shí)．就不明確產(chǎn)品質(zhì)量和相關(guān)的實(shí)際使用參數(shù)的情況，購(gòu)入質(zhì)量不好或?qū)嶋H使用參數(shù)不合要求的產(chǎn)品，直接影響到機(jī)組的正常安全運(yùn)行。因此，如何將在線運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行有效分類，制定切實(shí)合理的設(shè)備校驗(yàn)周期，是電廠管理工作中需要實(shí)際解決的問(wèn)題。

2.電廠溫度自動(dòng)控制的有效措施

2.1 采用智能控制系統(tǒng)

在電廠的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)中，某些控制對(duì)象的數(shù)學(xué)模型比較復(fù)雜的，測(cè)量準(zhǔn)確度差，沿用經(jīng)典和現(xiàn)代控制理論的效果很差，不能達(dá)到有效控制的目的，這導(dǎo)致了智能控制的應(yīng)用于發(fā)展。

首先，可采用模糊控制，模糊控制主要是模仿人的控制過(guò)程，是主要基于模糊控制理論的控制體系，具有實(shí)時(shí)性好抗干擾能力和適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。在現(xiàn)代電廠的實(shí)際應(yīng)用中，模糊控制已經(jīng)取得十分明顯的效果。在電廠的溫度自動(dòng)控制中的模糊控制一般基于以下公式：

式中I=1、2，…，n，Ail，Ain是模糊集，nr是規(guī)則數(shù)。是典型的ARMAX模型，為具有外部輸人的自回歸滑動(dòng)平均模型。通過(guò)相關(guān)的計(jì)算推理，ARMAX網(wǎng)絡(luò)輸入層將各操作變量和反饋量傳遞至第二層，第二層將各操作變量和反饋量進(jìn)行線性組合，其輸出作為規(guī)則適應(yīng)度的權(quán)值，最后用重心法（COG）進(jìn)行去模糊：

這里Q＝3，a＝54，b＝-6.2618，c＝-1.1329，d＝0.09，將以上數(shù)據(jù)代人上式，可得作為網(wǎng)絡(luò)的輸人量并各自分為七個(gè)模糊分區(qū)。

其次，可采用專家系統(tǒng)，這種系統(tǒng)主要是依托具有相當(dāng)數(shù)量的權(quán)威性數(shù)據(jù)庫(kù)，快速解決特定領(lǐng)域中實(shí)際問(wèn)題的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的使用，主要是根據(jù)用戶提供的數(shù)據(jù)，運(yùn)用系統(tǒng)中存儲(chǔ)的權(quán)威性數(shù)據(jù)進(jìn)行推理判斷，最后得出結(jié)論及結(jié)論的可信度，以供用戶決策之用。通過(guò)實(shí)際的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，專家系統(tǒng)的綜合能力已經(jīng)遠(yuǎn)超專家個(gè)人能力。另外，專家系統(tǒng)具有不受環(huán)境影響，不受時(shí)間場(chǎng)所限制的特點(diǎn)，因此，這也成為電廠溫度自控技術(shù)發(fā)展的重要方向。

2.2采用順序控制系統(tǒng)

順序控制系統(tǒng)的運(yùn)行，一般是根據(jù)預(yù)先擬訂的條件和步驟，對(duì)機(jī)組設(shè)備和系統(tǒng)的生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)按設(shè)定好的程序依次進(jìn)行相關(guān)操作，調(diào)整設(shè)備系統(tǒng)的工作狀態(tài)。一個(gè)完整的順序控制系統(tǒng)分四個(gè)部分：

2.3 采用仿真控制系統(tǒng)

作為需要高度重視安全生產(chǎn)的生產(chǎn)部門(mén)，電廠溫度自控系統(tǒng)一旦投入運(yùn)行，即應(yīng)采取嚴(yán)格管理措施，禁止無(wú)關(guān)人員的盲目接近。因此，在分析研究相關(guān)控制系統(tǒng)以及培訓(xùn)相關(guān)技術(shù)人的生產(chǎn)技能時(shí)，一般采用在仿真控制系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)操作。一般來(lái)講仿真控制系統(tǒng)，都是基于以下數(shù)學(xué)模型加以實(shí)現(xiàn)：

這樣，不僅可以將系統(tǒng)各部分的動(dòng)態(tài)過(guò)程完整地呈現(xiàn)出來(lái)，也對(duì)系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行中各個(gè)參數(shù)的調(diào)整修改起到了預(yù)測(cè)和指導(dǎo)作用。實(shí)踐證明，利用仿真控制系統(tǒng)進(jìn)行研究培訓(xùn)，具有安全可靠，節(jié)省資源等優(yōu)點(diǎn)，不僅有效的加快了發(fā)電機(jī)組溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)試速度，也有效的提高了電廠溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)的投入率。

結(jié)束語(yǔ)：

第9篇：自動(dòng)控制理論論文范文

關(guān)鍵詞：MATLAB 穩(wěn)定性 根軌跡 頻率特性曲線

一、背景

目前，自動(dòng)控制技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸和國(guó)防建設(shè)。指導(dǎo)自動(dòng)控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的控制理論也有了很大的發(fā)展，它的概念、方法和體系已經(jīng)滲透到許多學(xué)科領(lǐng)域。因此，對(duì)高等工業(yè)院校本科生來(lái)說(shuō)，自動(dòng)控制原理在其專業(yè)領(lǐng)域是一門(mén)必備課程。

在教學(xué)中，最開(kāi)始是以板書(shū)的形式授課，其授課形式需將文字理論和計(jì)算公式及其各種圖形書(shū)寫(xiě)于黑板，但這種形式最大的問(wèn)題是費(fèi)時(shí)費(fèi)力，一節(jié)課下來(lái)，進(jìn)度非常慢，已不再適合大學(xué)生學(xué)習(xí)的方式。前些年，推出了多媒體教學(xué)，這種模式大大彌補(bǔ)了板書(shū)教學(xué)的缺陷，教師可以把大部分的精力轉(zhuǎn)移到內(nèi)容的講解和與學(xué)生的互動(dòng)中，而不再是大量的板書(shū)，大大提高了課堂的效率。雖然多媒體教學(xué)節(jié)約了因書(shū)寫(xiě)而浪費(fèi)的時(shí)間，可是對(duì)于自動(dòng)控制原理這門(mén)課程，在課堂上僅憑編寫(xiě)好的教學(xué)課件講解還是不夠的。因?yàn)?，在?jīng)典理論部分，第一、二章可完全依靠固定的課件講解，到了第三、四、五章，很多知識(shí)點(diǎn)需要通過(guò)多次的畫(huà)圖進(jìn)行對(duì)比后才能得出結(jié)論。那么如果采用手動(dòng)畫(huà)圖進(jìn)行對(duì)比，必然耗去大量的時(shí)間，還有在很細(xì)微的和近似的變化中，圖的不準(zhǔn)確性也會(huì)影響判斷結(jié)果。因此如何在課堂上快速、準(zhǔn)確地將圖形繪出，是教學(xué)改革上一個(gè)值得研究的問(wèn)題。

MATLAB 已經(jīng)成為國(guó)際上最流行的控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的軟件?，F(xiàn)在的MATLAB軟件已經(jīng)不僅僅是“矩陣實(shí)驗(yàn)室”，它含有具有廣泛應(yīng)用前景的計(jì)算機(jī)高級(jí)編程語(yǔ)言。MATLAB軟件是以復(fù)數(shù)矩陣作為基本編程單元的一種程序設(shè)計(jì)軟件，它提供了各種矩陣運(yùn)算與操作，并具有較強(qiáng)的繪圖功能，因此，得以廣泛流傳。在自動(dòng)控制的經(jīng)典領(lǐng)域，MATLAB可以實(shí)現(xiàn)多種功能，主要有：數(shù)學(xué)模型的建立、時(shí)域響應(yīng)中的穩(wěn)定性判定、輸出響應(yīng)曲線、畫(huà)根軌跡、求解軌跡與虛軸的焦點(diǎn)及在頻率法中通過(guò)頻率曲線來(lái)判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性等。我們利用MATLAB仿真軟件配合教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了快速的、準(zhǔn)確的繪圖。

二、MATLAB在教學(xué)中的具體應(yīng)用

在自動(dòng)控制原理經(jīng)典部分中講解了三種分析方法，分別是：時(shí)域法、根軌跡法和頻域法。

1.MATLAB在時(shí)域法中的應(yīng)用

在第三章的第二節(jié)中，介紹了一二階系統(tǒng)分析與計(jì)算，一階系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單易懂，在二階系統(tǒng)中，出現(xiàn)了“阻尼比”和“固有頻率”，數(shù)學(xué)模型也相對(duì)變得復(fù)雜多樣，結(jié)論也不同，導(dǎo)致學(xué)生不容易記憶，學(xué)習(xí)起來(lái)有困難。從理論上講不同的阻尼比，它的輸出響應(yīng)曲線也不同，直接影響了系統(tǒng)的性能。那么，阻尼比對(duì)輸出響應(yīng)曲線的影響究竟是怎樣的？為了得出結(jié)論，我們可以通過(guò)MATLAB仿真軟件將圖形快速畫(huà)出進(jìn)行對(duì)比，讓學(xué)生直觀對(duì)比，這樣學(xué)生因記住了圖形的形狀和規(guī)律，進(jìn)而牢牢地掌握了該知識(shí)點(diǎn)。如何將這些曲線快速畫(huà)出，我們利用了MATLAB軟件強(qiáng)大的繪圖功能，只要在程序中改變阻尼比的值，就會(huì)立刻在同一坐標(biāo)下繪出相應(yīng)的輸出響應(yīng)曲線，如圖（1）所示。實(shí)現(xiàn)過(guò)程簡(jiǎn)單快速，學(xué)生可以直觀的看到圖形，大大節(jié)約了課堂時(shí)間。

圖（1）階躍輸出響應(yīng)曲線

由此得出結(jié)論：共有4個(gè)不同的阻尼比，分別為0、0.5、1、2，分別對(duì)應(yīng)4根輸出響應(yīng)曲線。隨著阻尼比數(shù)值的增加，系統(tǒng)的平穩(wěn)性能加強(qiáng)，精度增加。

另外，由于MATLAB具有計(jì)算功能，在判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性時(shí)，也可快速通過(guò)特征方程對(duì)某系統(tǒng)進(jìn)行判定，從而避免了計(jì)算的過(guò)程。

2.MATLAB在根軌跡法中的應(yīng)用

在第四章中，主要講解如何畫(huà)根軌跡和出現(xiàn)特殊情況的解決方法。畫(huà)根軌跡時(shí)要遵守法則按照步驟完成，按照課件可以講解清楚。但是在第5小節(jié)中，主要研究閉環(huán)的零極點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，涉及到零極點(diǎn)位置的變化，如果還是按照法則一步一步畫(huà)，零極點(diǎn)每改變一次，我們即需要重新大量計(jì)算和測(cè)量角度，非常煩瑣，浪費(fèi)時(shí)間。因此我們?cè)谡n堂教學(xué)上引入了MATLAB軟件，只要改變零極點(diǎn)的數(shù)值，立刻得到相應(yīng)的根軌跡。而且使理論知識(shí)更加直觀，學(xué)生印象深刻，記憶牢固。如圖（2）所示，

由此得出結(jié)論：靠近虛軸的閉環(huán)零極點(diǎn)對(duì)系統(tǒng)的性能影響大，衰減慢，對(duì)系統(tǒng)起主導(dǎo)作用。

另外，在第6小節(jié)中，學(xué)習(xí)的是系統(tǒng)階躍響應(yīng)的根軌跡分析，例如：已知系統(tǒng)單位負(fù)反饋的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=

試畫(huà)出根軌跡。通過(guò)法則得到根軌跡，如圖（3）a所示

圖（3）a 不穩(wěn)定系統(tǒng)的根軌跡

圖中有兩條根軌跡始終位于S平面的右半部，即閉環(huán)始終有兩個(gè)右極點(diǎn)。說(shuō)明開(kāi)環(huán)增益無(wú)論取何值，系統(tǒng)均不穩(wěn)定，屬于結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定系統(tǒng)，為了改變其動(dòng)態(tài)性能，需在系統(tǒng)中附加一個(gè)負(fù)實(shí)數(shù)零點(diǎn)z，則系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為G（s）=

零點(diǎn)z1的選擇是否合適，需要我們從新畫(huà)出的根軌跡中去判斷，但負(fù)實(shí)數(shù)的范圍太大了，因此我們界定了兩個(gè)區(qū)域，（0～ -10）和z1

圖（3）b Z1=-5 圖（3）c Z1=-15

由此得出結(jié)論：當(dāng)Z1在（0～-10）內(nèi)選取，則無(wú)論K取何值，系統(tǒng)均是穩(wěn)定的，z越靠近，系統(tǒng)的平穩(wěn)性越好。當(dāng)z

3.MATLAB在頻域法中的應(yīng)用

在第五章中學(xué)習(xí)了對(duì)數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)。它是利用開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻與開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)相頻特性曲線的相互關(guān)系來(lái)確定閉環(huán)系統(tǒng)是否穩(wěn)定。對(duì)于多個(gè)一階環(huán)節(jié)的開(kāi)環(huán)傳函，采用疊加的方法，按照對(duì)數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)，可以準(zhǔn)確得出結(jié)論。如圖（4）所示。

由此得出結(jié)論：在L>0時(shí)，相頻曲線對(duì)-180并無(wú)穿越，因此系統(tǒng)穩(wěn)定。

但開(kāi)環(huán)中如存在二階環(huán)節(jié)時(shí)，如只按對(duì)獨(dú)立環(huán)節(jié)漸近線的疊加，則結(jié)果并不是真實(shí)的曲線，按照對(duì)數(shù)頻率穩(wěn)定判據(jù)內(nèi)容，判斷結(jié)果就會(huì)出錯(cuò)。本文中利用了MATLAB畫(huà)圖，最后得到了真實(shí)的曲線，進(jìn)而得出了正確的結(jié)論。如圖（5）所示。

由此得出結(jié)論：當(dāng)L>0時(shí)，相頻曲線對(duì)-3.14（-180）有一次穿越，因此系統(tǒng)不穩(wěn)定。但如果按漸近線疊加法手動(dòng)畫(huà)圖，在L>0時(shí)，相頻曲線對(duì)-3.14（-180）是沒(méi)有穿越的，結(jié)論也就出現(xiàn)錯(cuò)誤。

三、總結(jié)

在課堂教學(xué)中引入仿真教學(xué)，既可以提高計(jì)算速度，還減少了課堂上手動(dòng)畫(huà)圖的時(shí)間。其繪圖的快速性、準(zhǔn)確性和直觀性，使得教學(xué)內(nèi)容得以深入的擴(kuò)展，最重要的是我們的學(xué)生在掌握知識(shí)方面要比傳統(tǒng)的教學(xué)模式學(xué)習(xí)起來(lái)有興趣，知識(shí)的掌握更加牢固。隨著知識(shí)內(nèi)容的增加，知識(shí)面相應(yīng)拓寬了。另外，本文中提出這樣的改革，同學(xué)們還可以對(duì)MATLAB軟件有所認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)，也是對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)的學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

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