计算机控制系统性能指标

第五章 线性系统的频域分析法

一、频率特性

二、开环系统的典型环节分解 和开环频率特性曲线的绘制 三、频率域稳定判据

四、稳定裕度

五、闭环系统的频域性能指标

本章主要内容： 1 控制系统的频带宽度 2 系统带宽的选择

3 确定闭环频率特性的图解方法

4 闭环系统频域指标和时域指标的转换

五、闭环系统的频域性能指标

1 控制系统的频带宽度 1 频带宽度

当闭环幅频特性下降到频率为零时的分贝值以下3分贝时，对应的频率称为带宽频率，记为ωb。即当 ω>ωb

而频率范围（0，ωb）称为系统带宽 。

根据带宽定义，对高于带宽频率的正弦输入信号，系统输出将呈现较大的衰减，因此选取适当的带宽，可以抑制高频噪声的影响。但带宽过窄又会影响系统正弦输入信号的能力，降低瞬态响应的速度。因此在设计系统时，对于频率宽度的确定必须兼顾到系统的响应速度和抗高频干扰的要求。 2、I型和II型系统的带宽

2、系统带宽的选择

由于系统会受多种非线性因素的影响，系统的输入和输出端不可避免的存在确定性扰动和随机噪声，因此控制系统的带宽的选择需综合考虑各种输入信号的频率范围及其对系统性能

控制系统时域与频域性能指标的联系

经典控制理论中，系统分析与校正方法一般有时域法、复域法、频域法。时域响应法是一种直接法，它以传递函数为系统的数学模型，以拉氏变换为数学工具，直接可以求出变量的解析解。这种方法虽然直观，分析时域性能十分有用，但是方法的应用需要两个前提，一是必须已知控制系统的闭环传递函数，另外系统的阶次不能很高。

如果系统的开环传递函数未知，或者系统的阶次较高，就需采用频域分析法。频域分析法不仅是一种通过开环传递函数研究系统闭环传递函数性能的分析方法，而且当系统的数学模型未知时，还可以通过实验的方法建立。此外，大量丰富的图形方法使得频域分析法分析高阶系统时，分析的复杂性并不随阶次的增加而显著增加。

在进行控制系统分析时，可以根据实际情况，针对不同数学模型选用最简洁、最合适的方法，从而使用相应的分析方法，达到预期的实验目的。

系统的时域性能指标与频域性能指标有着很大的关系，研究其内在联系在工程中有着很大的意义。

一、系统的时域性能指标

延迟时间上升时间

tttd 阶跃响应第一次达到终值h(?)的50%所需的时间

阶跃响应从终值的10%上升到终值的90%所需的时间；对有振荡的系

r统，也可定义为从0到第一次达到终值所需的时间

1 计算机控制系统包含哪些基本组成部分？

硬件和软件两部分组成

硬件包括：计算机系统、过程输入输出通道、被控对象、执行器、检测变送环节。 软件包括：系统软件和应用软件

2 如何理解计算机控制系统的实时性？

时系统是能够在确定的时间内执行计算或处理事务并对外部事件作出响应的计算机系统

3 简述SHANNON采样定理

为保证采样信号f*(t)的频谱是被采样信号f（t）的频谱无重叠的重复（沿频率轴方向），以便采样信号f*(t)能反映被采样信号f（t）的变化规律，采样频率

ws(w?2pi/T?2pif)至少应是f（t）的频谱F（jw）的最高频率wmax的两倍，即

ws?2wmax，即香农定理。

4 在计算机实时动态控制系统设计中应用SHANNON采样定理时应注意哪些问题？

SHAANON定理的结论是对无始无终的时域信号得出的。实时控制时，时域信号都是有始的，且只有当前时刻之前可用。因此，实际上要选取?s >>2?c 5 零阶保持器（ZOH）在计算机控制系统中起什么作用？没有它可以吗？为什么？ 作用：将采样信号还原成连续信号

有利。因为零阶保持器简单且可用物理装置实现。 6 在什么条件下，零阶保持器可以近似为理想滤波器？ 要求 ?s?

特 性 规 格

亚克力的物理特性表

亚克力物性特质与其它原料比较

亚克力耐化学药品性 板材规格

亚克力厚度公差表 磨砂板规格

亚克力的物理特性表

Average Physical Properties 物性 property ASTM Unit Value 光学 Optical 透光率 Light Transmittance 屈折率 Refractive index D1003-61 D542-50 % D542-50 93 1.49 热 Thermal 热形成温度 Hot Forming Temp 热变形温度 Heat Distortion Temp 线膨胀系数 Coefficient Of Liner Thermal Expansion 比热 Specific Heat - - D696-44 - ℃ ℃ Cm/cm℃ Cal/gr℃ 140-180 87 6×10 0.35 -5 机械 Mechanical 比重 Specific Gravity 引张强度 Tensile Strength Rupture

仪器的性能指标

简单介绍

1. 仪器的波长范围 2. 光谱的分辨率

光谱仪器的分辨率由分光系统决定，对多通道检测器的仪器，还跟仪器的像素有关。分光系统的光谱带宽越窄，其分辨率越高。 3. 波长准确性

光谱仪器波长准确性是指仪器测定标准物质某一谱峰的波长跟该谱峰的标定波长之差。

为了保证仪器间校正模型的有效传递，波长的准确性在短波近红外范围要求好于0.5nm，长波近红外范围好于1.5nm。 4. 波长重现性

波长的重现性指对样品进行多次扫描，谱峰位置间的差异，通常用多次测量某一谱峰位置所得波长或波数的标准偏差表示.波长重现性是体现仪器稳定性的一个重要指标，对校正模型的建立和模型的传递均有较大的影响，同样也会影响最终分析结果的准确性。一般仪器波长的重现性应好于0.1nm。 5. 吸光度准确性

吸光度准确性是指仪器对某标准物质进行透射或漫反射测量，测量的吸光度值与该物质标定值之差。对那些直接用吸光度值进行定量的近红外方法，吸光度的准确性直接影响测定结果的准确性。 6. 吸光度重现性

吸光度重现性指在同一背景下对同一样品进行多次扫描，各扫描点下不同次测量吸光度之间的差异。通常用多次测量某一谱峰位置所得吸光度的标准偏差表示。吸光

仪器的性能指标

简单介绍

1. 仪器的波长范围 2. 光谱的分辨率

光谱仪器的分辨率由分光系统决定，对多通道检测器的仪器，还跟仪器的像素有关。分光系统的光谱带宽越窄，其分辨率越高。 3. 波长准确性

光谱仪器波长准确性是指仪器测定标准物质某一谱峰的波长跟该谱峰的标定波长之差。

为了保证仪器间校正模型的有效传递，波长的准确性在短波近红外范围要求好于0.5nm，长波近红外范围好于1.5nm。 4. 波长重现性

波长的重现性指对样品进行多次扫描，谱峰位置间的差异，通常用多次测量某一谱峰位置所得波长或波数的标准偏差表示.波长重现性是体现仪器稳定性的一个重要指标，对校正模型的建立和模型的传递均有较大的影响，同样也会影响最终分析结果的准确性。一般仪器波长的重现性应好于0.1nm。 5. 吸光度准确性

吸光度准确性是指仪器对某标准物质进行透射或漫反射测量，测量的吸光度值与该物质标定值之差。对那些直接用吸光度值进行定量的近红外方法，吸光度的准确性直接影响测定结果的准确性。 6. 吸光度重现性

吸光度重现性指在同一背景下对同一样品进行多次扫描，各扫描点下不同次测量吸光度之间的差异。通常用多次测量某一谱峰位置所得吸光度的标准偏差表示。吸光

trhery

基于单片机的油气润滑供油系统的设计

姓 名：

学 号：

trhery

摘要

本文对油气润滑的供油系统的控制做了初步的构想，大体介绍了供油系统的作用及构成和控制的目标。介绍了拟采用的PID控制和模糊PID控制并且模拟了书中的一个PID控制的例子。

关键词 供油系统 PID控制

一 应用背景

油气润滑是将单独供送的润滑剂和压缩空气进行混和并形成紊流状的油气混和流后再供送到润滑点的润滑方式。可应用于冶金机械（冷热轧机、连铸机、推钢机等）、造纸机械、化工机械、机床以及轨道车辆等机械设备中轴承、齿轮及传动件的润滑。

润滑系统中的混合器用于将润滑油与气混合，形成油气两相流。供油系统为油气润滑设备的混合器提供润滑油。

一种油气润滑系统的框图如图1。

图1 一种油气润滑系统 [1]

油从供油装置进入分配器，被将润滑油均匀地分配到若干个给油口，进入混合器，与气混合形成油气两相流，最后进入油气分配器再被分为若干路，送至润滑点。

由于工作环境不同，具体润滑站环境温度也不同，一般是－15℃～50℃，工件运行环境温度－15℃～260℃。

trhery

二 技术要求

2.1 供油系统出口流量及压强

流量：0．1ml／行程~1500ml/min

压强：5~7mpa

2.2 供油系统的

合肥工业大学

《计算机控制技术》课程设计

——电阻炉温度控制系统设计

学院专业 姓 名 学 号_______ ________ _ 完成时间

摘 要

本学期的计算机控制技术课程终于结束了，计算机控制技术是一门跨学科以及应用性、技术性、综合性都很强的专业技术课程，要求具备较强的自动控制理论、微型计算机原理、模拟电子技术、数字电子技术等专业基础知识。通过学习，要求掌握计算机控制系统的控制原理和分析设计方法，具备基本的设计技能，能够设计出简单的计算机控制系统。

我们对于计算机控制技术的学习未间断过，我也认为一门课程的学习是一定要坚持不懈的，只有自己不懈的努力才会换来最后成功的喜悦。 关键词：计算机控制技术；时代发展；分析方法

一、计算机控制技术应用

计算机控制系统所采用的形式与它所控制的生产过程的复杂程度密切相关，不同的被控对象和不同的要求，应有不同

1、支持CPU的类型与频率范围。CPU插座类型的不同是区分主板类型的主要标志之一，CPU只有在相应主板的支持下才能达到其额定频率。

2、对内存的支持。内存插槽的类型表现了主板所支持的也即决定了所能采用的内存类型，插槽的线数与内存条的引脚数一一对应。内存插柄一般有2-4插槽，表现了其不同程度的扩展性。

3、对显示卡的支持。主板上的AGP插槽是应用于显示卡的专用插槽。

4、对硬盘与光驱的支持。主板上的IDE接口是用于连接IDE硬盘和IDE光驱的，IDE接口为40针和80针双排插座，主板上都至少有两个IDE设备接口，分别标注IDE1或者说primary IDEt和IDE2或者 secomdary IDE。

5、扩展性能与外围接口。除了AGP插槽和DIMM插槽外，主板上还有PCI，AMR，CNR，ISA等扩展槽标志了主板的扩展性能。

PCI是目前用于设备扩展的主要接口标准，声卡、网卡、内置MODEM等设备主要都接在PCI插槽上，主板上一般设有2-5条PCI插槽不等，且采用MircoATX板型的主板上的扩展槽一般少于标准ATX板上扩展的数量。

6、BIOS技术。BIOS是集成在主板CMOS芯片中的软件，主板上的这块CMOS芯片保存有计算机机系统最重要的基本输入输出

计算机控制系统李华答案

【篇一：计算机控制系统课设(基于模拟对象的数字控制

系统的设计)】

制器用来调节模拟对象被越来越多的应用在工业生产中，并在现代工业生产中发挥着越来越重要的作用。本课设提出了基于模拟对象的数字控制系统的设计。通过对模拟对象进行数学建模，并根据要达到的控制性能指标设计控制策略，在mablab中进行仿真，并通过力控组态软件实现运行，取得了较好的控制效果。通过本课程设计，可以加深对模拟对象的分析、建模、仿真已及利用组态软件来实现的理解，熟悉和掌握控制系统设计的方法，对提高学生观察、分析和解决问题能力有很大帮助。

关键词：模拟对象，mablab，串联校正，数字控制系统，控制策略，力控 目录

第一章 概述 ........................................................... 1 1.1 题目背景及应用意义 .............................................. 1

第二章 系统组成及被控对象分析 ......................................... 2 2.1 系统组成 .............