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应用2:以计算机为核心的复杂飞行控制与飞行管理系统现代民用飞机座舱数字控制电子设备飞机飞行高度计算机控制系统*第30页，共40页，星期日，2025年，2月5日应用3：现代工厂自动化中，广泛使用计算机实现分散控制和集中监视系统分散控制集中管理的组成图*第31页，共40页，星期日，2025年，2月5日计算机控制技术发展概况将数字计算机作为控制系统部件的思想萌生于1950年前后。在过程控制中采用数字计算机的思想出现在20世纪50年代中期，共经历了以下7个发展阶段：开创期——约1955年直接数字控制期——约1962年小型计算机控制期——约1972年微型计算机控制期——约1972年数字技术普遍应用期——约1980年集散型控制期——约1990年开放式控制期——约20世纪末第32页，共40页，星期日，2025年，2月5日计算机控制理论的发展尽管采样系统理论目前主要应用在计算机控制方面，但其中的许多问题早有接触。本节将讨论发展采样系统理论的某些主要思想及其代表人物，许多思想都是连续时间系统思想的扩展。采样定理：香农(Shannon)于1949年提出；差分方程奥尔登伯格(Oldenburg)、萨托里厄斯(Sartorius)舒尔(Schur)、科恩(Cohn)等第33页，共40页，星期日，2025年，2月5日*计算机控制导论第1页，共40页，星期日，2025年，2月5日教材及参考资料高金源等,《计算机控制系统》，北京：清华大学出版社，2007。薛弘晔等,《计算机控制技术》，西安：西安电子科技大学出版社，2003。第2页，共40页，星期日，2025年，2月5日评分标准考查:作业10%,（每周交一次，要求A4纸，写好名字，装订好）考勤10%,笔试80%十六次课,每次3个学时,前14次为讲课交互内容,第15次课为总结课,第16次课为答疑课第3页，共40页，星期日，2025年，2月5日计算机控制系统大纲及学时安排第一章：引论(3学时)第二章：计算机控制系统信号分析(3学时)第四章：计算机控制系统分析(6学时)第三章：计算机控制系统的数学描述(6学时)第五章：计算机控制系统设计(9学时)第六章：顺序与数字程序控制(3学时）第七章：计算机系统的组建及实现技术(6学时)第八章：控制网络系统及网络控制技术(3学时)第九章：计算机控制系统设计与应用实例(3学时)第4页，共40页，星期日，2025年，2月5日第一章计算机控制导论自动控制系统的基本原理（包括古典控制理论）一般控制系统的实例和性能要求计算机控制系统的构成和分类计算机控制系统发展与应用计算机控制系统的理论与设计问题第5页，共40页，星期日，2025年，2月5日宇宙航行、导弹制导、核技术以及火箭控制金属冶炼、仪器制造及一般工业生产过程实现工业生产过程的自动控制、高产、稳产、安全生产自动控制原理应用背景第6页，共40页，星期日，2025年，2月5日是20世纪40年代发展起来的，直到现在仍然是分析、设计自动控制系统的主要理论基础。它在工程上应用较普遍的是频率法和根轨迹法。这些方法用来处理单输入单输出的线性自动控制系统是卓有成效的。随着科学的发展和技术的进步，控制对象越来越复杂、多样，因此自动控制系统日益复杂，出现了多输入多输出的多变量系统、非线性系统、系统参数随时间变化的时变系统、分布参数控制系统以及最优控制系统等。古典控制理论已经难以分析和设计上述复杂的系统了。到60年代，逐渐形成了以状态空间法为基础的现代控制理论，它的形成和发展为数字计算机应用于自动控制领域创造了条件。古典控制理论第7页，共40页，星期日，2025年，2月5日自动控制原理的应用第8页，共40页，星期日，2025年，2月5日控制框图第9页，共40页，星期日，2025年，2月5日稳定性稳定性是指系统被控量偏离给定值而振荡时，系统抑制振荡的能力。对于稳定的系统，随着时间的增长，被控量将趋近于希望值。可见，稳定性是保证系统正常工作的先决条件。图1(b)和(c)所示的系统是不稳定的，这种系统不能工作。?图1控制系统的阶跃输入和输出系统基本要求：第10页，共40页，星期日，2025年，2月5日快速性快速性是指被控量趋近希望值的快慢程度。快速性好的系统，它的过渡过程时间短，能复现快速变化的控制信号，因而具有较高的动态精度。图1―10(d)所示的系统1，其快速性要比系统2好。稳定性和快速性是反映动态过程好坏的尺度。精确性精确性是指过渡过程