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10.1 需求分析在线视频

10.1 需求分析

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


相关阅读:

    教材9.1节

下一节:10.2 架构设计

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10.1 需求分析课程教案、知识点、字幕

在工程当中,大多数设计任务的用户并不是专业的控制工程师

所以,设计人员在进行系统设计之前

需要先和用户进行交流

把用户用自然语言描述的一种模糊的设计目标

转换成用数学语言描述的量化的清晰的设计目标

这个规范化过程就是我们所说的需求分析

它需要确定以下三个方面的内容

首先是确定达成系统设计目标的功能有哪些

这些功能应该是相对独立的

并且可以做进一步的细分

但是在现阶段,我们没有必要把它分的特别的细

只要知道大致的功能就可以了

另外要确定和功能模块互动的人或者物

也就是确定系统的参与者

这些参与者可以是操作人员

也可能是传感器

或者是执行器

或者是一个特定的程序段

他们是功能的发起者

或者是功能的承受者

是达成系统设计目标所必须完成的功能的【参与者】

另外还要确定参与者之间的互动

这个互动实际上就是参与者之间彼此协作最终完成系统目标的一个时间序列

在确定参与者之间互动方式的过程当中

我们需要明确的是参与者之间

彼此之间动作的时序

是动作的先后次序

另外需要明确参与者之信息沟通的消息

它所使用的协议

消息自身所具有的特征

以及它所传递信息的内容

我们可以使用用例这个工具来进行需求分析

它可以用一种图形化的方式客观地把系统的目标描绘出来

采用这种方式

即便用户是非专业的控制工程师

也可以通过用例和专业的控制工程师进行没有歧义的沟通

在这种方式当中

我们一般是用一个大的方框图来表示整个系统

为了达成系统设计目标而需要的各种功能

可以用一些椭圆形来表示

系统参与者则使用人形符号来表示

而参与者与系统功能之间的互动

通常是用线段来表示的

采用这种方法

用户和控制工程师都可以对系统整体有一个明确的没有歧义的表达

确定用例的时候

设计人员可以按照以下的方法来进行

首先和用户沟通

明确设计的最终目标是什么

然后确定为了达成系统目标

我们需要完成的系统功能有哪些

这些功能是系统的主要功能

是必须完成的

接下来可以和用户沟通

为了使系统的表现更好

或者是改善一些性能指标

那么可以增加的功能有哪些

这些功能可以作为系统的次要功能

在主要功能得到保障的前提之下

可以考虑实现这些功能

当系统的所有功能确定之后

我们可以考虑和主要功能互动的人或者物有哪些

它们互动的形式是怎样的

和次要功能互动的人或者物有哪一些

互动的形式是怎样的

按照这五个方面依次的反复地和用户沟通

最终就可以保证全面准确地把系统的需求描述

然后,我们可以用状态图把参与者之间的互动描述出来

它给出了参与者之间,或者说功能模块之间,协同完成控制目标的一个时序逻辑

采用状态图方法可以准确的没有歧义的表达时序

同时,在LabVIEW里面,状态图也可以直接转换成程序模块来完成

有利于提高开发的效率

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课程说明

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第一章 课程简介

-学习任务

--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

--学习任务

-2.1 概述

--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

--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

--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

--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

--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

--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

--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

--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

--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】

10.1 需求分析笔记与讨论

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