計算機(jī)控制系統(tǒng)概述課件

計算機(jī)控制技術(shù)計算機(jī)控制的發(fā)展隨著自動控制理論、自動化技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機(jī)控制系統(tǒng)不僅在國防、航空航天等高精尖學(xué)科得到了廣泛的應(yīng)用，而且在現(xiàn)代化的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域也發(fā)揮著越來越重要的作用。所以在現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)自動化中，計算機(jī)控制技術(shù)是核心，它是計算機(jī)技術(shù)和控制理論有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。第一章計算機(jī)控制系統(tǒng)概述先修課程該課程先修課程較多，其中自控原理是自動化類專業(yè)學(xué)生必修課程。模擬電子技術(shù)數(shù)字電子技術(shù)微型計算機(jī)原理與接口技術(shù)單片機(jī)原理與接口技術(shù)自動控制原理

后續(xù)應(yīng)用系統(tǒng)集成工程設(shè)計實(shí)際應(yīng)用主要內(nèi)容通過深入講解典型微機(jī)總線結(jié)構(gòu)，闡明一般輸入輸出接口電路設(shè)計方法；介紹將生產(chǎn)現(xiàn)場各種物理量引入計算機(jī)中的方法，為實(shí)現(xiàn)計算機(jī)對生產(chǎn)現(xiàn)場的檢測、控制提供必要的硬件基礎(chǔ)；在經(jīng)典控制理論的指導(dǎo)下，針對不同被控對象和系統(tǒng)性能指標(biāo)要求，研究數(shù)字控制器的一般設(shè)計方法；結(jié)合控制理論發(fā)展的新動向，介紹新型控制策略的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)方法；通過對于典型計算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計實(shí)例的講解，培養(yǎng)學(xué)生的計算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計能力。推薦書目賴壽宏.微型計算機(jī)控制技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社謝劍英.微型計算機(jī)控制技術(shù).電子科技大學(xué)出版社王平,肖瓊,陳敏娜.計算機(jī)控制系統(tǒng).高等教育出版社顧德英.計算機(jī)控制技術(shù).北京郵電大學(xué)出版社教材第1章計算機(jī)控制系統(tǒng)概論計算機(jī)控制系統(tǒng)特征和組成計算機(jī)控制系統(tǒng)的分類計算機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展概況及發(fā)展趨勢主要內(nèi)容：1.1計算機(jī)控制系統(tǒng)特征與組成

控制器(模擬調(diào)節(jié)器)執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對象檢測裝置模擬自動控制系統(tǒng)被控量反饋量設(shè)定量+—典型的計算機(jī)控制系統(tǒng)：將模擬自動控制系統(tǒng)中的控制器的功能用計算機(jī)來實(shí)現(xiàn)圖1.1計算機(jī)控制系統(tǒng)基本框圖計算機(jī)控制系統(tǒng)硬件部分軟件部分控制計算機(jī)外圍設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件計算機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成

A/D控制器D/A執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對象檢測裝置給定值輸出值微型機(jī)或計算機(jī)+-計算機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)自動控制的？計算機(jī)的特點(diǎn)：運(yùn)算、邏輯判斷、記憶計算機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)自動控制的？1.給定值和反饋值經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，輸入計算機(jī)2.計算機(jī)依照偏差值，按某種控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算（如PID運(yùn)算）3.計算結(jié)果（數(shù)字信號）再經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換器，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬控制信號輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。⒈結(jié)構(gòu)特征

執(zhí)行控制功能的核心部件是計算機(jī)，是模數(shù)混合系統(tǒng)控制規(guī)律利用軟件實(shí)現(xiàn)，便于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制規(guī)律；可同時控制多個回路存在開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)等不同類型的控制系統(tǒng)。1.1.1計算機(jī)控制系統(tǒng)的特征與工作原理

⒉信號特征

t2TTy*(t)y(nT)y(t)Ou(nT)tO110111010101OT2T110111010101OT2TOT2Ttttu*(t)模擬信號e(nT)r(nT)y(t)u*(t)u(nt)y(nT)y*(t)Σ控制器D/AA/D執(zhí)行器被控對象傳感器y(t)采樣器計算機(jī)＋離散模擬信號數(shù)字信號數(shù)字信號量化模擬信號系統(tǒng)輸入系統(tǒng)輸出2.信號特征：計算機(jī)控制系統(tǒng)的信號有連續(xù)模擬、離散模擬、離散數(shù)字等多種信號形式按照計算機(jī)控制系統(tǒng)中信號的傳輸方向，系統(tǒng)的信息通道由三部分組成

⑴過程輸出通道，包含由D/A轉(zhuǎn)換器組成的模擬量輸出通道和開關(guān)量輸出通道。（如無輸入通道，計算機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)）⑵過程輸入通道，包含由A/D轉(zhuǎn)換器組成的模擬量輸入通道和開關(guān)量輸入通道。（如無輸出通道，計算機(jī)采集系統(tǒng)、開環(huán)系統(tǒng)）⑶人機(jī)交互通道，系統(tǒng)操作者通過人機(jī)交互通道向計算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)布相關(guān)命令，提供操作參數(shù)，修改設(shè)置內(nèi)容等，計算機(jī)則可通過人機(jī)交互通道向系統(tǒng)操作者顯示相關(guān)參數(shù)、系統(tǒng)工作狀態(tài)、對像控制效果等。

⒊控制方法特征常用的設(shè)計方法有兩種：模擬調(diào)節(jié)規(guī)律離散化設(shè)計法是采用連續(xù)系統(tǒng)的分析和設(shè)計方法，先設(shè)計出連續(xù)的控制器，再將它離散化轉(zhuǎn)換成差分方程，最后編程實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)是只有當(dāng)采樣周期很短時，才能達(dá)到原設(shè)計的連續(xù)系統(tǒng)的性能指標(biāo)。

直接設(shè)計法

是基于線性離散系統(tǒng)理論，直接設(shè)計數(shù)字控制器，它存在的問題是忽視了兩采樣點(diǎn)之間系統(tǒng)的動態(tài)過程，可能導(dǎo)致在各采樣點(diǎn)系統(tǒng)滿足性能指標(biāo)要求，而實(shí)際系統(tǒng)的輸入/輸出特性很差。

國際流行的研究方法：

使用連續(xù)信號指標(biāo)函數(shù)，考慮采樣點(diǎn)之間系統(tǒng)的動態(tài)特性，直接對具有混合結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。這種方法最能反映系統(tǒng)的實(shí)際物理過程。

⒋功能特征

以軟件代替硬件

模擬硬件的成本幾乎和控制規(guī)律復(fù)雜程度成正比?？刂埔?guī)律是用軟件實(shí)現(xiàn)，有很大靈活性和適應(yīng)性。具有一定通用性，不同的控制對象硬件改動小，軟件重新設(shè)計。數(shù)據(jù)存儲

多種介質(zhì)：軟硬盤、U盤、光盤、紙質(zhì)、E2ROM、RAM多種性質(zhì)：海量、歷史、及時、緩沖、備份狀態(tài)、數(shù)據(jù)顯示

設(shè)備多：CRT類、打印繪圖類、模擬類模式多：字符、圖形、影像、虛擬內(nèi)容多：數(shù)值、狀態(tài)、軌跡、圖表、波形方式多：靜態(tài)、動態(tài)、多維管理功能

聯(lián)網(wǎng)功能，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)管理、資源共享、優(yōu)勢互補(bǔ)管控一體化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程和生產(chǎn)規(guī)劃、組織、決策、管理的最優(yōu)化結(jié)合。5計算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理⑴實(shí)時數(shù)據(jù)采集：對來自測量變送裝置的被控量的瞬時值進(jìn)行檢測并輸入。⑵實(shí)時控制決策：對采集到的被控量進(jìn)行分析和處理，按已定的控制規(guī)律，決定將要采取的控制行為。⑶實(shí)時控制輸出：根據(jù)控制決策、適時地對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出控制信號，完成控制任務(wù)。⑷信息管理：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制策略的發(fā)展，信息共享和管理也是計算機(jī)控制系統(tǒng)必須完成的功能。上述過程不斷重復(fù)，使整個系統(tǒng)按照一定的品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行工作,并對控制量和設(shè)備本身的異?，F(xiàn)象及時作出處理.

計算機(jī)控制過程可歸結(jié)為如下四個步驟：⒍計算機(jī)控制系統(tǒng)的工作方式

(1)、在線方式和離線方式

(2)、實(shí)時

計算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)時指信號的輸入、計算和輸出都要在一定的時間范圍內(nèi)完成，亦即計算機(jī)對輸入信息，以足夠快的速度進(jìn)行控制。生產(chǎn)過程和計算機(jī)直接連接，并受計算機(jī)控制的方式稱為在線方式或聯(lián)機(jī)方式；生產(chǎn)過程不和計算機(jī)相連，且不受計算機(jī)控制，而是靠人進(jìn)行聯(lián)系并作相應(yīng)操作的方式稱為離線方式或脫機(jī)方式。

1.1.2計算機(jī)控制系統(tǒng)的硬件組成

接口接口接口A/DD/A開關(guān)量輸入開關(guān)量輸出傳感器、變送器多路開關(guān)多路開關(guān)接口顯示終端打印機(jī)磁盤驅(qū)動器通信設(shè)備人機(jī)聯(lián)系接口接口接口微型計算機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)生產(chǎn)過程軟件通用外部設(shè)備主機(jī)及操作臺I/O通道信號檢測與變送生產(chǎn)對象I/O接口I/O接口硬件組成主機(jī)核心部分，由CPU、RAM、ROM、時鐘、復(fù)位等構(gòu)成。根據(jù)輸入通道送來的生產(chǎn)工況參數(shù)，按程序（控制規(guī)律）自動數(shù)據(jù)采集、處理、分析、計算，作出相應(yīng)的控制決策或調(diào)節(jié)，通過輸出通道，及時發(fā)出控制指令。I/O接口I/O接口與I/O通道是主機(jī)與外部連接的橋梁I/O接口是主機(jī)與外圍器件或設(shè)備的連接接口，有并行、串行等。I/O通道是過程通道，通過模擬量Ｉ／Ｏ通道將生產(chǎn)過程參量傳送給計算機(jī)輸出模擬信號控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過數(shù)字量Ｉ／Ｏ通道將生產(chǎn)過程開關(guān)量傳送給計算機(jī)輸出開關(guān)信號控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)通用外部設(shè)備主要是為了擴(kuò)大計算機(jī)主機(jī)的功能而配置的。它們用來顯示、儲存、打印、記錄各種數(shù)據(jù)。通用外圍設(shè)備按功能可分為輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和外存儲器三類。檢測元件與執(zhí)行機(jī)構(gòu)檢測元件：傳感器

將被檢測的非電學(xué)量參數(shù)轉(zhuǎn)變成電學(xué)量

變送器

將傳感的電信號轉(zhuǎn)成適于輸入通道的標(biāo)準(zhǔn)電信號執(zhí)行機(jī)構(gòu)：為控制生產(chǎn)過程動作機(jī)構(gòu)。如開關(guān)，閥，電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)等。操作臺人－機(jī)對話的聯(lián)系紐帶操作人員可通過操作臺向計算機(jī)輸入和修改控制參數(shù)，發(fā)出各種操作命令；計算機(jī)可向操作人員顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀況發(fā)出報警信號

1.1.3計算機(jī)控制系統(tǒng)軟件按功能分類，軟件軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大部分系統(tǒng)軟件一般是由計算機(jī)廠家提供的，用來管理計算機(jī)本身的資源、方便用戶使用計算機(jī)的軟件。它主要包括操作系統(tǒng)、各種編譯軟件、監(jiān)控管理軟件，這些軟件一般不需要用戶自己設(shè)計，它們只是作為開發(fā)應(yīng)用軟件的工具。

應(yīng)用軟件是面向生產(chǎn)過程的程序，如A/D、D/A轉(zhuǎn)換程序，數(shù)據(jù)采樣，數(shù)字濾波程序、標(biāo)度變換程序、控制量計算程序等等。應(yīng)用軟件大都由用戶自己根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行開發(fā)。應(yīng)用軟件的優(yōu)劣，將給控制系統(tǒng)的功能、精度和效率帶來很大的影響，它的設(shè)計是非常重要的。1.2計算機(jī)控制系統(tǒng)的分類

操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)，直接數(shù)字控制系統(tǒng)，監(jiān)督計算機(jī)控制系統(tǒng)，分布式計算機(jī)控制系統(tǒng)，計算機(jī)集成制造系統(tǒng)

按照控制方式分類：開環(huán)控制和閉環(huán)控制

按照控制規(guī)律分類：程序和順序控制，比例積分微分控制（PID控制），有限拍控制，復(fù)雜規(guī)律控制，智能控制等

按照系統(tǒng)的功能、工作特點(diǎn)分類：1.2.1操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)

操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)（OperationalInformationSystem——OIS）指計算機(jī)不直接用來控制生產(chǎn)對象，只對系統(tǒng)過程參數(shù)進(jìn)行收集、加工處理、然后輸出數(shù)據(jù)。操作人員根據(jù)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的操作

顯示終端打印機(jī)微型機(jī)工業(yè)對象A/D轉(zhuǎn)換器采樣器測量元件調(diào)節(jié)器操作指導(dǎo)計算機(jī)

A/D多路開關(guān)檢測元件生產(chǎn)過程顯示打印操作者執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)原理圖優(yōu)點(diǎn)：機(jī)構(gòu)簡單、控制靈活安全，特別適合用于未摸清控制規(guī)律的系統(tǒng)或用于實(shí)驗新的數(shù)學(xué)模型和調(diào)試新的控制程序等。缺點(diǎn)：由于最終需人工操作，故不適用于快速過程的控制。1.2.2直接數(shù)字控制系統(tǒng)顯示打印接口計算機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)檢測輸入通道生產(chǎn)過程接口輸出通道設(shè)定值直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DirectDigitalControlsystem—DDC）是計算機(jī)用于工業(yè)過程控制最普遍的一種方式。計算機(jī)通過輸入通道對一或多個物理量進(jìn)行巡回檢測，并根據(jù)規(guī)定的控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算，發(fā)出控制信號，通過輸出通道直接控制調(diào)節(jié)閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（如計算機(jī)溫度控制系統(tǒng)）計算機(jī)參加閉環(huán)控制過程，不僅完全取代模擬調(diào)節(jié)器，實(shí)現(xiàn)多回路的PID調(diào)節(jié)，而且不需改變硬件，只需通過改變程序就能實(shí)現(xiàn)多種叫復(fù)雜的控制規(guī)律。1.2.3監(jiān)督計算機(jī)控制系統(tǒng)監(jiān)督計算機(jī)控制系統(tǒng)（SupervisoryComputerControlsystem—SCC）

計算機(jī)根據(jù)工藝參數(shù)和過程參量檢測值，按照所設(shè)計的控制算法進(jìn)行計算，計算出最佳設(shè)定值直接傳送給常規(guī)模擬調(diào)節(jié)器或者DDC計算機(jī)，最后由模擬調(diào)節(jié)器或DDC計算機(jī)控制生產(chǎn)過程。監(jiān)督控制方式的控制效果，主要取決于數(shù)學(xué)模型的優(yōu)劣。這個數(shù)學(xué)模型一般是針對某一目標(biāo)函數(shù)設(shè)計的，如果這一數(shù)學(xué)模型能使某一目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，那么，這種控制方式就能實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。當(dāng)數(shù)學(xué)模型不理想時，控制效果也不會太理想。分兩類：1.SCC+模擬調(diào)節(jié)器

2.SCC+DDC控制系統(tǒng)1.2.3監(jiān)督計算機(jī)控制系統(tǒng)SCC+模擬調(diào)節(jié)器SCC+DDC控制系統(tǒng)。

SCC計算機(jī)設(shè)定值測量值A(chǔ)/D多路開關(guān)傳感器模擬調(diào)節(jié)器生產(chǎn)過程SCC計算機(jī)設(shè)定值檢測值DDCD/A多路開關(guān)生產(chǎn)過程A/D多路開關(guān)傳感器SCC不參與頻繁的輸出控制，有時間進(jìn)行具有復(fù)雜控制規(guī)律的計算，因此能進(jìn)行最優(yōu)控制、自適應(yīng)控制等，能完成某些管理工作?？煽啃暂^高，當(dāng)SCC出現(xiàn)故障時，下級仍可繼續(xù)執(zhí)行控制任務(wù)。二級控制系統(tǒng)

1.2.4集散控制系統(tǒng)（DCS）集散控制系統(tǒng)（DistributedControlsystem—DCS）是企業(yè)經(jīng)營管理和生產(chǎn)過程控制分別由幾級計算機(jī)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)分散控制、集中管理的系統(tǒng)。企業(yè)（公司）管理級工廠管理級車間管理級車間管理級過程控制級過程控制級過程控制級過程控制級生產(chǎn)過程總的協(xié)調(diào)、安排總生產(chǎn)計劃、經(jīng)營方向決策全廠各車間生產(chǎn)協(xié)調(diào)本車間各設(shè)備間協(xié)調(diào)最底層，對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行直接數(shù)字控制1.2.4集散控制系統(tǒng)（DCS）生產(chǎn)管理計算機(jī)操作員站工程師站過程控制站生產(chǎn)過程決策管理計算機(jī)計算機(jī)網(wǎng)關(guān)決策管理計算機(jī)決策管理計算機(jī)生產(chǎn)管理計算機(jī)生產(chǎn)管理計算機(jī)計算機(jī)網(wǎng)關(guān)監(jiān)控計算機(jī)站決策管理網(wǎng)絡(luò)生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)控制網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)網(wǎng)關(guān)過程控制站過程控制站過程控制站決策管理層生產(chǎn)管理層操作監(jiān)控層直接控制層1.2.5現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)現(xiàn)場總線是連接現(xiàn)場智能設(shè)備與控制室之間的全數(shù)字式、開放的、雙向的通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在國際上流行的設(shè)備級的通信網(wǎng)絡(luò),如CANBUS、LONWORKS、PROFIBUS、HART、FF等系統(tǒng)結(jié)構(gòu)采用全分散化,現(xiàn)場總線的節(jié)點(diǎn)是現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表，如傳感器、變送器、執(zhí)行器等。信號傳輸實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字化,從最底層逐層向最高層均采用通信網(wǎng)絡(luò)互連;現(xiàn)場設(shè)備具有互操作性,改變了DCS控制層的封閉性和專用性,不同廠家的現(xiàn)場設(shè)備既可互連也可互換,并可以統(tǒng)一組態(tài);通信網(wǎng)絡(luò)為開放式互連網(wǎng)絡(luò),可極其方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享;技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了全開放,面向任何一個制造商和用戶?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FieldControlSystem—FCS）1.2.6計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(ClMS)是計算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)、信號處理技術(shù)、管理技術(shù)、系統(tǒng)工程技術(shù)等新技術(shù)發(fā)展的結(jié)果將企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、計劃、產(chǎn)品設(shè)計、加工制造、銷售及服務(wù)等環(huán)節(jié)和人力、財力、設(shè)備等生產(chǎn)要素集成起來,進(jìn)行統(tǒng)一控制,求得生產(chǎn)活動的最優(yōu)化。計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS，ComputerIntegratedManufacturingSystem)1.2.6計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(ClMS)CIM的理念包括兩個基本出發(fā)點(diǎn)第一點(diǎn)是企業(yè)的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)不可分割的，需要統(tǒng)一考慮；第二點(diǎn)整個制造生產(chǎn)過程實(shí)質(zhì)上是信息的采集、傳遞和加工處理的過程。主要應(yīng)包括工程設(shè)計自動化、產(chǎn)品加工自動化和生產(chǎn)管理信息化等三個方面。1.3計算機(jī)控制的發(fā)展概況及趨勢1.3.1計算機(jī)控制的發(fā)展過程

第一臺電子計算機(jī)于1946年在美國問世

50年代末，用于過程控制；1962年,英國帝國化學(xué)工業(yè)公司實(shí)現(xiàn)了一個DDC系統(tǒng)；60年代后期，集成電路技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了適合工業(yè)生產(chǎn)過程控制的小型計算機(jī)；1972年出現(xiàn)了微型計算機(jī)，分布式控制系統(tǒng)DCS；1.3.2計算機(jī)控制理論與新型控制策略

計算機(jī)控制系統(tǒng)理論主要包括離散系統(tǒng)理論采樣系統(tǒng)理論數(shù)字系統(tǒng)理論

⒈計算機(jī)控制理論

離散系統(tǒng)理論差分方程及z變換理論

差分方程是微分方程的離散化，根據(jù)采樣的各離散變量之間及時間上變化關(guān)系，如遞推關(guān)系，描述系統(tǒng)離散型模型，得到各變量運(yùn)行規(guī)律。

z變換理論：分析線性時不變系統(tǒng)問題的重要工具，常用以求線性時不變差分方程的解，根據(jù)零、極點(diǎn)分布分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性和因果性;定性分析系統(tǒng)的頻域特征。常規(guī)設(shè)計方法

以z傳遞函數(shù)（離散域傳遞函數(shù)）作為數(shù)學(xué)模型對離散系統(tǒng)進(jìn)行常規(guī)設(shè)計的各種方法的研究。如：有限拍控制、根軌跡法設(shè)計、離散PID控制、參數(shù)尋優(yōu)設(shè)計及直接解析設(shè)計法等。按極點(diǎn)配置的設(shè)計法

在已知被控對象的狀態(tài)空間模型的前提下，可按極點(diǎn)配置來設(shè)計控制器，使閉環(huán)系統(tǒng)既有克服擾動的能力，又有跟蹤給定值的能力。系統(tǒng)辨識及自適應(yīng)控制

根據(jù)系統(tǒng)的輸入輸出時間函數(shù)來確定描述系統(tǒng)行為的數(shù)學(xué)模型，系統(tǒng)的運(yùn)行過程中去不斷提取有關(guān)模型的信息，使模型逐步完善。采樣系統(tǒng)理論采樣理論主要包括香農(nóng)采樣定理、采樣頻譜及混疊、采樣信號的恢復(fù)及采樣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖分析等。連續(xù)模型及性能指標(biāo)的離散化

連續(xù)系統(tǒng)的模型包括傳遞函數(shù)和狀態(tài)方程，性能指標(biāo)是連續(xù)的，用離散系統(tǒng)分析設(shè)計，則需離散化。性能指標(biāo)函數(shù)的計算用離散的控制系統(tǒng)計算連續(xù)的控制對象的性能指標(biāo)函數(shù)。采樣控制系統(tǒng)的仿真采樣周期的選擇數(shù)字系統(tǒng)理論數(shù)字系統(tǒng)理論除了包括離散系統(tǒng)和采樣系統(tǒng)的雙論外還包括數(shù)字信號整量化效應(yīng)的研究，如量化誤差、非線性特性等現(xiàn)實(shí)中的一些問題：如計算延時、控制算法編程等。⒉新型控制策略魯棒控制

預(yù)測控制

模糊控制

神經(jīng)控制

專家控制

遺傳算法

在常規(guī)計算機(jī)控制中，我們總是假設(shè)已經(jīng)知道了受控對象的模型，但由于實(shí)際中存在種種不確定因素：參數(shù)變化；未建模動態(tài)特性；平衡點(diǎn)的變化；傳感器噪聲；不可預(yù)測的干擾輸入；

……所以我們所建立的對象模型只是實(shí)際物理系統(tǒng)的不精確的表示。魯棒系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)就是要在模型不精確和存在其他變化因素的條件下，使系統(tǒng)仍能保持預(yù)期的性能。如果模型的變化和模型的不精確不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和其它動態(tài)性能，這樣的系統(tǒng)我們稱它為魯棒控制系統(tǒng)。魯棒性(Robu