1计算机操纵system概述.ppt

* 离散系统理论主要指对离散系统进行分析和设计的各种方法的研究，主要包括 ⑴差分方程及z变换理论 ⑵常规设计方法 ⑶按极点配置的设计法 ⑷最优设计方法 ⑸系统辨识及自适应控制 * 采样系统理论除了包括离散系统的理论外，还包括 ⑴采样理论 ⑵连续模型及性能指标的离散化 ⑶性能指标函数的计算 ⑷采样控制系统的仿真 ⑸采样周期的选择 * ⑴鲁棒控制 ⑵预测控制 ⑶模糊控制 ⑷神经控制 ⑸专家控制 ⑹遗传算法 新型控制策略 2 * ⑴鲁棒控制 控制系统的鲁棒性是指系统的某种性能或某个指标在某种扰动小保持不变的程度（或对扰动不敏感的程度）。其基本思想是在设计中设法使系统对模型的变化不敏感，使控制系统在模型误差扰动下仍能保持稳定，品质也保持在工程所能接受的范围内。鲁棒控制主要有代数方法和频域方法，前者的研究对象是系统的状态矩阵或特征多项式，讨论多项式族或矩阵族的鲁棒控制；后者是从系统的传递函数矩阵出发，通过使系统由扰动至偏差的传递函数矩阵H∞的范数取极小，来设计出相应的控制规律。 鲁棒控制控制理论成果主要应用在飞行器、柔性结构、机器人等领域，在工业过程控制领域应用较少。 * ⑵预测控制 预测控制是一种基于模型又不过分依赖模型的控制策略，其基本思想类似于人的思维与决策，即根据头脑中对外部世界的了解，通过快速思维不断比较各种方案可能造成的后果，从中择优予以实施。它的各种算法是建立在模型预测—滚动优化—反馈校正等三条基本原理上的，其核心是在线优化。这种“边走边看”的滚动优化控制策略可以随时顾及模型失配、时变、非线性或其它干扰因素等不确定性，及时进行弥补，减少偏差，以获得较高的综合控制质量。 预测控制集建模、优化和反馈于一体，三者滚动进行，其深刻的控制思想和优良的控制效果，一直为学术界和工业界所瞩目。 * ⑶模糊控制 模糊控制是一种应用模糊集合理论的控制方法。模糊控制是一种能够提高工业自动化能力的控制技术。模糊控制是智能控制一个十分活跃的研究领域。凡是无法建立数学模型或难以建立数学模型的场合都可采用模糊控制技术 模糊控制的特点： 提供了一种实现基于自然语言描述规则的控制规律的新机制 模糊控制器提供了一种改进非线性控制器的替代方法，这些非线性控制器一般用于控制含有不确定性和难以用传统非线性理论来处理的装置 * ⑷神经网络控制 神经网络控制是一种基本上不依赖于模型的控制方法，它比较适用于那些具有不确定性或高度非线性的控制对象，并具有较强的适应和学习功能 * ⑸专家控制 专家控制系统：广泛应用于故障诊断、各种工业过程控制和工业设计的智能控制系统。工程控制论与专家系统的结合形成了专家控制系统 两种形式：专家控制系统和专家式控制器 专家控制系统：采用黑板等结构，较为复杂，造价较高，因而目前用得较少 专家式控制器：结构较简单，又能满足工业过程控制要求，因而应用日益广泛 * ⑹遗传算法 遗传算法是一种新发展起来的优化算法，基于自然选择和基因遗传学原理的有哪些信誉好的足球投注网站算法。它将“适者生存”这一基本的达尔文进化理论引入串结构，并且在串之间进行有组织但又随机的信息交换 遗传算法在自动控制中的应用主要是进行优化和学习，特别是与其它控制策略结合，能够获得较好的效果。 * 计算机控制系统的发展趋势 1.3.3 综合自动化包括CIMS（计算机集成制造系统） 和CIPS（计算机集成过程系统）。 CIMS 是基于制造技术（使用数控机床、机器人等加工）、信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术的一门发展中的综合性技术。它的最大特点是多种技术的“综合”与全企业信息的“集成”，它是信息时代企业自动化发展的总方向。CIPS 其关键技术包括计算机网络技术、数据库管理系统、各种接口技术、过程操作优化技术、先进控制技术、软测量技术、生产过程的安全保护技术等，有非常广阔的发展前景 现场总线构成的FCS 和嵌入式控制系统是工控系统的两大发展热点 综合自动化 1 * 网络化 2 现场总线构成的FCS 和嵌入式控制系统是工控系统的两大发展热点。 发展以位总线（Bitbus）、现场总线（Fieldbus）等先进网络通信技术为基础的DCS和FCS控制结构，并采用先进的控制策略，向低成本综合自动化系统的方向发展，实现计算机集成制造系统（CIMS）。特别是现场总线系统越来越受到人们的青睐，将成为今后微型机控制系统发展的主要方向。虽然以现场总线为基础的FCS 发展很快，最终将取代传统的DCS，但其发展仍有很多工作要做，如统一标准，仪表智能