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2.1 概述

阅读材料：

计算机控制系统——分析、设计与实现技术

ISBN: 978 703 055 8091

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教材1.3节

下一节:2.2.1 操作指导系统

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2.1 概述课程教案、知识点、字幕

控制就是为了让某个对象

按照人们的预期动作

可以用测量单元检测其行为状态

并把测量的结果送入控制单元

与规划目标比较以后

利用预先设置的行为模型

根据比较结果产生行为矫正命令

经执行单元作用于被控对象以后

强迫对象行为产生人们预期的改善

这个过程就是我们通常所说的控制

控制单元可以是机械或电子装置

在现代生产中

大部分控制单元都采用了计算机来实现

大部分控制单元都采用了计算机来实现

为了强调计算机的重要性

我们把这类控制叫做计算机控制

可以把计算机控制的控制单元内部结构画成框图

可以看出

它包括模数转换器ADC

数模转换器DAC

比较器和数字控制器这几部分

这几部分分别完成了

信息测量

信息失效和信息计算的功能

具体的工作内容包括四个方面

一是实时数据采集

通常是按照固定时间间隔

来测量对象的行为信息

并送入计算机控制器

二是实时决策

就是把测量的对象状态行为

和规划目标进行比较

并根据比较的结果

来产生行为改善决策

三是实时控制

主要是把计算机控制器的控制命令

转化为具有一定功率的物理信号

并作用于被控对象上

并作用于被控对象上

使其行为符合人们的预期

四是实时管理

在完成以上任务的空闲时间里

计算机控制器还需要对

控制期间产生的各种信息

进行综合管理

以满足现代化生产

对数据通信

共享

和协同工作的需求

不断地重复以上任务

不仅可以保证系统按照一定的动态品质

来改善对象的行为

来改善对象的行为

还可以确保

系统能够实时的监督和响应工作环境变化

相对于其他类型的控制单元

计算机控制又有其自身的特点

它的内部不仅有时间连续的模拟信号

也有时间离散的数字信号

这种复杂性

造成了计算机控制独特的优越性

如运算精度高、系统稳定性好、灵活、高效等

同时也带来了数字运算固有的局限性

如运算精度的问题、带宽降低的问题

计算机控制导论课程列表：

课程说明

-关于课程版本

-教材或阅读材料

-关于虚拟实验

-课程学习规范

-课程大纲测试

-线上学习建议

第一章课程简介

-学习任务

-1.1 什么是计算机控制

--1.1 什么是计算机控制

-1.2 为什么学习计算机控制

--1.2 为什么学习计算机控制

-1.3 怎样学习计算机控制

--1.3 怎样学习计算机控制

-【思政讨论】钱学森：我对系统学认识的历程

-第1周作业

-用户需求调查问卷

第二章计算机控制基础

-学习任务

-2.1 概述

-2.2 典型形式

--2.2.1 操作指导系统

--2.2.2 直接数字控制系统

--2.2.3 监督控制系统

--2.2.4 分布式控制系统

--2.2.5 现场总线控制系统

--2.2.6 网络控制系统

-第2周思维导图

-【思政阅读】马少梅，范建文：回望历史——记录我国自动化仪表的成长与发展

-第2周作业

第三章信号的采样与重构

-学习任务

-3.1 信号采样

--3.1.1 信息与信号

--3.1.2 采样过程

--3.1.3 采样定理

-3.2 信号重构

--3.2.1 香农重构

--3.2.2 保持法重构

-第3周思维导图

-【思政讨论】连续和离散：从信息科学的观点理解经典

-第3周作业

第四章系统的数学描述

-学习任务

-4.1 回顾：连续系统的数学描述

--4.1 回顾：连续系统的数学描述

-4.2 离散对象的数学描述

--4.2.1 离散对象的数学描述

--4.2.2 仿真实例：建立离散对象的模型

--4.2.3 仿真实例：获取离散对象的模型

-4.3 系统模型的运算

--4.3.1 系统模型的运算

--4.3.2 仿真实例：基于解析表示

--4.3.3 仿真实例：基于图形表示

-第4周思维导图

-【思政讨论】日记：我参与了第一台智能可编程序调节器的设计

-第4周作业

第五章系统的性能分析

-学习任务

-5.1 回顾：连续系统的性能分析

--5.1 回顾：连续系统的性能分析

-5.2 离散系统的指令响应

--5.2.1 离散系统的指令响应

--5.2.2 仿真实例：基于LabVIEW的指令响应

-5.3 离散系统的性能描述

--5.3.1 离散系统的性能描述

--5.3.2 稳定性

--5.3.3 鲁棒性

--5.3.4 仿真实例：基于LabVIEW的性能指标计算

-第5周思维导图

-第5周作业

-LabVIEW辅助设计（1）

-【思政讨论】谢旭凯和谢绪恺判据

第六章模拟化设计方法

-学习任务

-6.1 模拟化设计

--6.1 模拟化设计

-6.2 离散化方法

--6.2.1 离散化方法

--6.2.2 前向差分法

--6.2.3 后向差分法

--6.2.4 双线性变换法

--6.2.5 脉冲响应不变法

--6.2.6 阶跃响应不变法

--6.2.7 零极点匹配法

--6.2.8 仿真实例：离散化方法

-第6周思维导图

-第6周作业

-LabVIEW辅助设计（2）

-【思政讨论】是什么卡了我们的脖子？

第七章数字化设计方法

-学习任务

-7.1 数字化设计

--7.1.1 什么是数字化设计

--7.1.2 怎样进行数字化设计

-7.2 解析法

--7.2.1 Ragazzini法

--7.2.2 基于LabVIEW的辅助设计

-7.3 试探法

--7.3.1 频域设计法

--7.3.2 仿真实例：基于LabVIEW的频域设计

--7.3.3 根轨迹设计法

--7.3.4 仿真实例：基于LabVIEW的根轨迹设计

-第7周思维导图

-第7周作业

-LabVIEW辅助设计（3）

-【思政讨论】数控系统概述

第八章从函数到算法

-学习任务

-8.1 可控实现形式

--8.1 可控实现形式

-8.2 数值精度问题

--8.2 数值精度问题

-8.3 计算时延问题

--8.3.1 计算时延

--8.3.2 程序结构的影响

--8.3.3 对采样周期的影响

-第8周思维导图

-第8周作业

第九章硬件约束

-学习任务

-9.1 硬件约束的抽象化

--9.1 硬件约束的抽象化

-9.2 选择运算平台

--9.2 选择运算平台

-9.3 选择I/O设备接口

--9.3 选择I/O设备接口

-9.4 处理I/O接口数据

--9.4.1 数字滤波

--9.4.2 标度变换

-第9周思维导图

-第9周作业

第十章工程实现

-学习任务

-10.1 需求分析

--10.1 需求分析

-10.2 架构设计

--10.2 架构设计

-10.3 任务调度策略

--10.3 任务调度策略

-10.4 可靠设计模式

--10.4 可靠性设计模式

-第10周思维导图

-第10周作业

期末考试

-期末考试卷【互评】

2.1 概述笔记与讨论

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