[互联网]系统分析与控制第0章前言郑峰.ppt

系统分析及控制 中国民航大学空中交通管理学院 教材及参考书目 教材： 现代控制理论基础，谢克明，北京工业大学出版社，2002 参考书目： 现代控制理论，刘豹，机械工业出版社，2007 自动控制原理.胡寿松. 北京: 科学出版社, 2002 大系统控制论，涂序彦 等，北京邮电大学出版社，2005 交通运输系统分析，刘澜 等，西南交通大学出版社，2006 控制工程基础，王益群 等，机械工业出版社，2001 前言 先修课程： 高等数学、大学物理、线性代数 课程作用 本课程是交通运输专业必修的专业基础课，对学生认识空中交通管理大系统的管理和控制，认识管制员和签派员本身在空管大系统中的管理和控制作用和未来从事空管系统研究有重要作用。 主要讲授的内容 经典控制理论、现代控制理论基础与系统科学基本内容。 第一章 绪论 系统概述 系统的定义和属性 系统的分类 系统的结构与功能 系统科学的理论基础 系统概述 什么是系统 系统--自然界与人类社会中普遍存在的由若干环节组成的链状事物 系统的概念来源于古代人类认识自然和社会的实践经验 对系统概念的一般认识 要认识到系统的全部组成环节 要认识到这些环节联结部分的形成和特点 系统的概念是相对变化的，而不是绝对静止的 系统概述 系统思想的产生与演化 古代朴素的系统观--观天象掌握天体运行和季节变化规律 近代机械的系统观--通过实验、解剖和观察，将考察自然界的方法移植用于思辨，所抽象形成的（形而上学）思维 现代唯物辩证的系统观--体现系统思想的实质：物质世界是由无数相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的事物和过程所形成的统一体 系统思想经历了从经验到哲学到科学，从思辨到定性到定量的发展历程 第一节、系统的定义和属性 系统的概念及其发展 系统的定义 系统的属性 1.1.1 系统的概念及其发展 系统（system）一词最早出现于古希腊语 原词syn有“共同” 和“给…位置” 的含义，即系统意味着事物的共性部分和每一事物在总体中给予它应占据的位置 随着科学技术的发展，系统被赋予进一步的含义 有组织的和被组织化的全体 结合着全体所赖以形成的诸概念和诸原理的复合体 以规则的相互作用又相互依存的形式结合着的对象的集合 理解系统的概念时必须注意的是：人们对系统的认识有一个发展过程，系统的概念还在发展 1.1.2 系统的定义 系统 是由相互联系、相互作用的诸多要素所组成的具有特定功能的统一体 系统的判别特征 系统由一些相互联系和相互影响的要素组成，这些要素及其结构式系统的基本组成部分 系统具有一定的特定功能，不同的要素及其结构可以实现不同的功能 系统应具有一定的界限，使其能从所处的环境中分离出来，并通过该界限与外部环境产生能量、信息和物资的交换 1.1.3 系统的属性 目的性 集合性 相关性 层次性 整体性 环境适应性 涌现性 1.2 系统的分类 系统的分类 按自然属性分类 自然系统：自然界自然生成的物质和现象，如天体、海洋、气象、环境等系统 人造系统：由人介入自然系统并发挥主导作用而形成的各种系统，具有人为的目的性和组织性；如社会经济系统中的教育、行政、医疗卫生、交通运输、科技、军事、工业、农业等系统 * 自然系统是人造系统的基础，人造系统常常导致自然系统某种程度的破坏，要正确处理两者间的关系 1.2 系统的分类 按自然形态分类 实体系统：由物质实体所构成，又被称为硬系统，如机械、能量、生物等系统 概念系统：由概念、原理、法则、制度、规定等非物质实体所构成，又被称为软系统，如思想体系、逻辑程序、技术方法、组织管理、运作规划等概念系统 * 实体系统是概念系统的基础，概念系统为实体系统提供指导和服务 1.2 系统的分类 按运动属性分类 静态系统：内部结构、状态和参数不随时间变化，如无电感、电容器件的电路系统 动态系统：内部结构、状态和参数随时间变化，如生产系统、服务系统、交通系统等均为动态系统 * 系统的静态与动态是相对划分的，严格的静态系统难以找到；对于一些内部结构、状态和参数随时间缓慢变化的系统，有时为了研究方便而忽略了这种变化，将其近似地视为静态系统。 1.2 系统的分类 按反馈属性分类 封闭系统：不与外部环境发生物资、能量和信息的交换，如无法与外界沟通的天体系统与相对偏僻的人文社会系统 开放系统：与外部环境发生物资、能量和信息交换的系统 * 严格的封闭系统也是难以找到的。有时为了研究方便而忽略了一些较少的流动交换，将其近似地视为封闭系统。 * 由环境向系统的流动，一般称为系统输入或干扰。 由系统向环境的流动交换，一般称为系统输出。 * 由输出向系统或输入的流动，一般称为系统反馈。 1.2 系统的分类 按规模大小和复杂程度分类