现代控制理论大作业—弹簧系统

已知由弹簧-小车组成的系统。如下图：

其中两小车质量M 1=1kg M 2=1kg ，弹簧系数K=1，u 是作用在小车M 1的外力，y 1和y 2分别是小车位移，不计任何摩擦。 由以上条件可以进行受力分析得：

u + M 11y ??

= K(y 1-y

1y ??

= y 1-y 2 -u

K y

1

+ M 22y ??

=K y 2 2y ??

=-2y 1+2y 2

因此可以得到该系统的状态空间模型设1x = y 1, 2x =1y ?

, 3x = y 2，4x = 2y ?

，则有

x ?

=A x +B u ，y=C x ，其中:

A = --????

????????０１００１０1００００１202０ B=100????-????????０ C = []１０００ D= []0

1. 先对以上模型稳定性分析如下：

从图中可知矩阵A 的特征值为-1.732 ，1.732, 0，0，有正值，因此开环系统是不稳定的。

2. 判断系统可控性与可观性

可见系统是可控和可观的。 3. 状态反馈控制器设计

有步骤1可知系统是能控的。因此，可以通过状态反馈来任意配置闭环系统的极点。特别是将闭环极点配置在左半开复平面可以保证闭环系统是渐进稳定的。因此可以设计一个状态反馈控制器u= -K x ,使得闭环系统极点是-2，-1，-1+j ，-1-j ，期望的闭环特征多项式为

（λ+2）（λ+1）（λ+1+j ）(λ+1-j)= 432

510104λλλλ++++

而状态反馈控制器所到出的闭环系统特征多项式为

det{()I A BK λ--}= det{I λ- 1??

???

???????

２３４ ０　１　０　０１+k ｋ　ｋ　ｋ　０　０　０　１－２　２　０　０} =2

431k 2k k λλλλ-+４

３

２

-ｋ-２ 其中K=[]2１３４ｋ　k ｋ　ｋ。由以上两个多项式的相等，可得 １ｋ=4 2k

= -5 ３ｋ= -5 ４ｋ= -5。因此极点配置要求的状态反馈控制器为

u= -[]4　-5　-5　-5x

则闭环系统为 ()x A BK x ?

=-

= -- -????

?

???????

０ １ ０ ０４ 5 -5 -5 0 0 0 12 2 0 0x 下面通过仿真曲线来检验设计的观测器，选取[](0)0.10-0.11T

x =　的响应，

程序如下：

从图像上可以看出，极点配置状态反馈控制器使原来不稳定的系统成为渐近稳定，且具有良好的动态性能。这表明整个状态向量x 随时间的推移而渐近衰减到零。

3.状态观测器的设计

为了是观测器极点具有负实部，响应速度快，可以设计状态观测器，使得极

点是12u =-+，22u =--，310u =，410u =-。观测器的模型为

()x A LC x Bu Ly ?

=-++ 其中u= -[]4　-5　-5　-5x 。

通过下面的程序可得增益矩L:

可得L= []24199-7681998T

- 相应的观测器为()x A LC x Bu Ly ?

=-++

=[]24024-199********-7680-768-199801998x u y ????????????????????-??????????++??????????

??????????--??????????

０１００１０1０

-　０００１202０ =-1997????

?

???

????

-24１００-198

０1０768００１02０　x

+02411990-76801998u y ????

????

-???

?+????????-????

状态估计的误差动态方程为：()e A LC e ?

=-

= 0 1.0000 0 0 -76.3176 -15.9573 121.0390 83.2149 0 0 0 1.0000 -2.0000 0 2.0000 0??

??

≈????

?

???e 以下进一步通过仿真来检验观测器效果。取初始误差向量为： [](0)120.10.1T

e =-

由以上的仿真曲线可以看出，尽管系统的真实状态和观测器状态的处值有误差，但随着时间的推移，它们间的误差将衰减到零。

4. 最优控制器的设计

为了使设计的系统能达到符合的性能指标，即0

T T J x Qx u Ru dt ∞

??=+???的值最小化，因此我们需要对系统优化，为此，可以选取：

Q=100000010000100

00

1????

????????

R=[]0.01

通过以下程序可以就求得最优反馈增益矩阵：

则最优状态反馈控制器u= -K x

= 123477.3176 +15.9573-122.0390-83.2149x x x x

最优闭环系统：

()x A BK x ?

=-

= 0 1.0000 0 0 -76.3176 -15.9573 121.0390 83.2149 0 0 0 1.0000 -2.0000 0 2.0000 0????

?

????

??? 通过MATLAB 程序仿真可得：

与前面的仿真曲线相比,优化后系统能用较小的控制量达到同样的稳定状态。5.体会与建议

通过这次大作业，我收获了很多，这些都是无法通过考试得到的，在上课期间，对于这门课一直感觉很抽象，它跟实际问题脱轨，所以一直没学明白，只是靠死记硬背，并不真正理解，通过这次作业，我对于现代控制理论这门课有了一个全面的掌握，通过对一个实际问题的数学建模并运用现代控制理论分析系统的状态空间描述、能控性、能观测性、稳定性分析、状态反馈、状态观测器补偿和设计，对所学内容有一个全面、连贯的应用，真正的理解了这些知识点的含义、

原理和方法。另一方面，我进一步掌握了MATLAB的使用，这个软件对于工科学生是一个很有用处的软件，在今后的的学习工作中都会用到熟悉掌握它的应用是很有必要的。其次，这次作业更是加深我对word软件的掌握能力，尤其是数学公式的编写，整个过程更是锻炼了我的耐心和细心。

对于这门课程我的建议：应多讲一些该门课程在实例中的应用，这样能更好的有助于学生的理解。

现代控制理论大作业

现代控制理论 (主汽温对象模型) 班级: 学号: 姓名:

目录 一. 背景及模型建立 1.火电厂主汽温研究背景及意义 2.主汽温对象的特性 3.主汽温对象的数学模型 二.分析 1.状态空间表达 2.化为约当标准型状态空间表达式并进行分析 3.系统状态空间表达式的求解 4.系统的能控性和能观性 5.系统的输入输出传递函数 6.分析系统的开环稳定性 7.闭环系统的极点配置 8.全维状态观测器的设计 9.带状态观测器的状态反馈控制系统的状态变量图 10.带状态观测器的闭环状态反馈控制系统的分析 三.结束语 1.主要内容 2.问题及分析 3.评价

一.背景及模型建立 1.火电厂主汽温研究背景及意义 火电厂锅炉主汽温控制决定着机组生产的经济性和安全性。由于锅炉的蒸汽容量非常大、过热汽管道很长，主汽温调节对象往往具有大惯性和大延迟，导致锅炉主汽温控制存在很多方面的问题，影响机组的整个工作效率。主汽温系统是表征锅炉特性的重要指标之一，主汽温的稳定对于机组的安全运行至关重要。其重要性主要表现在以下几个方面： (1) 汽温过高会加速锅炉受热面以及蒸汽管道金属的蠕变，缩短其使用寿命。例如，12CrMoV 钢在585℃环境下可保证其应用强度的时间约为10万小时，而在 595℃时，其保证应用强度的时间可能仅仅是 3 万小时。而且一旦受热面严重超温，管道材料的强度将会急剧下降，最终可能会导致爆管。再者，汽温过高也会严重影响汽轮机的汽缸、汽门、前几级喷嘴和叶片、高压缸前轴承等部件的机械强度，从而导致设备损坏或者使用年限缩短。 (2) 汽温过低，会使得机组循环热效率降低，增大煤耗。根据理论估计可知：过热汽温每降低10℃，会使得煤耗平均增加0.2%。同时，汽温降低还会造成汽轮机尾部的蒸汽湿度增大，其后果是，不仅汽轮机内部热效率降低，而且会加速汽轮机末几级叶片的侵蚀。此外，汽温过低会增大汽轮机所受的轴向推力，不利于汽轮机的安全运行。 (3) 汽温变化过大会使得管材及有关部件产生疲劳，此外还将引起汽轮机汽缸的转子与汽缸的胀差变化，甚至产生剧烈振动，危及机组安全运行。 据以上所述，工艺上对汽温控制系统的质量要求非常严格，一般控制误差范围在±5℃。主汽温太高会缩短管道的使用寿命，太低又会降低机组效率。所以必须实现汽温系统的良好控制。而汽温被控对象往往具有大惯性、大延时、非线性，时变一系列的特性，造成对象的复杂性，增加了控制的难度。现代控制系统中有很多关于主汽温的控制方案，本文我们着重研究带状态观测器的状态反馈控制对主汽温的控制[1] 。 2.主汽温对象的特性 2.1主汽温对象的静态特性 主汽温被控对象的静态特性是指汽温随锅炉负荷变化的静态关系。过热器的传热形式、结构和布置将直接影响过热器的静态特性。现代大容量锅炉多采用对流过热器、辐射过热器和屏式过热器。对流过热器布置在450℃～1000℃烟气温度的烟道中，受烟气的横向和纵向冲刷，烟气以对流方式将热量传给管道。而辐射过热器则是直接吸收火焰和高温烟气的辐射能。屏式过热器布置在炉膛内上部

基于热敏电阻的数字温度计

微型计算机控制技术大作业 设计题目：基于热敏电阻的数字温度计 院系：计算机科学与信息工程学院 学生姓名：丁宏盟 学号：201103010029 专业班级：计算机科学与技术(嵌入式方向)11-1 指导教师：赵凯 2014.06.07

目录 1、概述 (1) 2、设计要求 (1) 3、课程设计目的： (2) 4、性能指标： (2) 5、原理框图 (2) 6.1热敏电阻温度转换原理 (3) 6.2 热敏电阻仿真电路图： (4) 6.3 热敏电阻程序代码： (4) 7、实验总结及心得体会 (10) 6、参考文献 (11)

基于热敏电阻的数字温度计 1、概述 随着以知识经济为特征的信息化时代的到来人们对仪器仪表的认识更加深入，温度作为一个重要的物理量，是工业生产过程中最普遍，最重要的工艺参数之一。随着工业的不断发展，对温度的测量的要求也越来越高，而且测量的范围也越来越广，对温度的检测技术的要求也越来越高，因此，温度测量及其测量技术的研究也是一个很重要的课题。目前温度计按测使用的温度计种类繁多，应用范围也比较广泛，大致可以包括以下几种方法：1，利用物体热胀冷缩原理制成的温度计2，利用热电效应技术制成的温度检测元件3，利用热阻效应技术制成的温度计4，利用热辐射原理制成的高温计5，利用声学原理进行温度测量本系统的温度测量采用的就是热阻效应。温度测量模块主要为温度测量电桥，当温度发生变化时，电桥失去平衡，从而在电桥输出端有电压输出，但该电压很小。将输出的微弱电压信号通过OP07放大，将放大后的信号输入AD转换芯片，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来。 2、设计要求 使用热敏电阻类的温度传感器件利用其感温效应，将随被测温度变化的电压或电流用单片机采集下来，将被测温度在显示器上显示出来： ●测量温度范围?50℃～110℃。 ●精度误差小于0.5℃。 ●LED数码直读显示。 本题目使用铂热电阻PT100，其阻值会随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0℃时阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。厂家提供有PT100在各温度下电阻值值的分度表，在此可以近似取电阻变化率为 0.385Ω/℃。向PT100输入稳恒电流，再通过A/D转换后测PT100两端电压，即得到PT100的电阻值，进而算出当前的温度值。 采用2.55mA的电流源对PT100进行供电，然后用运算放大器LM324搭建的同相放大电路将其电压信号放大10倍后输入到AD0804中。利用电阻变化率0.385Ω/℃的特性，计算出当前温度值。

北交大选课指南

专业分流出来了，鉴于这么多学弟学妹们进入了计算机系，作为一个即将毕业的学长，决定将自己的一些个经验写下来，希望对大家有所帮助。 接下来我会将自己修过的专业课课程以及老师，心得写下来。参照的教学计划是我们当初的教学计划，或许会和现在的有一些不同，不过大致上应该不会有太大差别。 高级语言程序设计（1-2），这门课是计算机学院的基础必修课吧，也就是俗称的C++，很重要很重要的课程，学好了这门课，基本上可以说计算机入门了，这门课的好坏，会直接影响到你对后边关于编程语言课程的理解与学习。我当时选的老师是朱颖老师，相当好的一个老师，讲课很细，很细心，对于那些个觉得自己对编程一知半解的同学，我觉得朱老师会是一个能够很好的带领你走进计算机编程世界的老师。 电工，电子，这两门课可以说是承接大物的吧，多是电磁学的。老师么，由于自己当初选的老师感觉一般般，就不多介绍了，大家自己摸索吧。 离散数学（1-2），这门课程是介绍一些逻辑的课程，集合，图论，数理逻辑，等等。对以后数据结构课程会有很大的影响，应该说是先修课程吧。我们当初开这门课的老师一共有三位。郁松年，夏骄雄，武频。我当时选的是夏老师，很好的一个老师，个人觉得听他的课程能够很容易理解，不过不清楚现在是否还是这三个老师教了。另外，郁松年老师绝对是大牛级别的老师，如果他还有开课的话，果断选，一定不会后悔的！武频老师似乎是郁松年老师的弟子（如果我没记错的话）比较年轻的一位女老师，因为没上过她的课，所以不大了解。 数字逻辑。看课程名字就知道是关于逻辑的课了。里头会设计到一些逻辑电路的知识，也算是比较基础的一门课吧。推荐张石林老师。相当不错的人。 计算机组成原理（1-2）。友情提醒，这门课没有平时分，所以一定要认真学哦。课程不难的。也是基础课之一，介绍的是一些计算机硬件的相关知识，推荐两个老师，赵根昌老师和诸尔明老师。 汇编语言程序设计。友情提醒，不要选沈云付，再次提醒，不要选沈云付，再三提醒，不要选沈云付。这么说吧，这们课讲解的是一些底层的编程语言——汇编语言。但是以后，除非你再要读研，要搞硬件，不然的话这门课基本上是用不上的。但是不要掉以轻心，这门课挂人还是满厉害的。沈云付老师，应当说，适合那些个觉得自己这门课要拿4.0的学生，然后每堂课坐在第一排听课，如果你让老师认识你了，那么恭喜你，基本上4.0了。如果你是抱着混么混过去的心态的话，那么你基本上不会过了。因为，我个人觉得，70%+的人会是听得云里雾里的。汇编么，我还是推荐江苏苏老师和杨洪斌老师吧。 数据结构（1-2）。有句话是这么说的，不知道大家看没看过：程序=算法+数据结构。由此可见，数据结构这门课对计算机而言是多么重要。在此推荐曹旻老师，相当好的一位女老师，不论是本身的知识水平，亦或是教学方式，等等，都是相当好的。另外，沈俊老师也还好吧，是一位面冷心热的老师，比较凶，但是还不错。另外，友情提醒，不要选许庆国。 操作系统（1-2）。虽然是基础必修课，但是，怎么说呢，这门课压根就是一酱油课。如果你觉得以后要读研究生的话，还是好好学学吧，对以后有帮助。如果不读的话，也还是好好学学吧，为了不挂科（嘻嘻）。推荐赵正德老师，这是后边一位同学提起我才想起来的，没上过课，不过盛名之下应当无虚的。另外，张建老师，虽然讲课有点打瞌睡，不过关键是不会挂人。 编译原理。当你学这门课程的时候，你会发现你已经到了云里雾里了。没关系，当你考试的时候，你会发现这门课是有多门的简单。一句话，听不懂课不要紧，会做题就ok了。我当时选的是许东。

网络系统管理与维护

网络系统管理和维护 学生姓名： 学生班级： 学生学号： 2012年5 月

实训1 网络用户和资源管理实训目的实现网络用户和资源管理 实训内容某企业有两个业务部门：市场部和技术部。 要求：（1）两部门需要实现部门文件资源的相互访问，但本部门不得修改其他部门的文件，两部门文件资源不对其他部门开放。员工调换部门时其资源访问权限相应调整。（2）两部门共享一台打印机，打印机可使用时间段为Am9：00—Pm5：00。 实训要求（1）掌握网络用户帐户的创建 （2）掌握设置用户权限设置 （3）掌握管理共享资源技术 （4）完成项目设计报告 实训过程记录 步骤简述： 实训2 网络用户和资源管理

实训目的实现网络用户和资源管理 实训内容某企业有两个业务部门：市场部和技术部。 要求：（1）两部门需要实现部门文件资源的相互访问，但本部门不得修改其他部门的文件，两部门文件资源不对其他部门开放。员工调换部门时其资源访问权限相应调整。（2）两部门共享一台打印机，打印机可使用时间段为Am9：00—Pm5：00。 实训要求（1）掌握网络用户帐户的创建 （2）掌握设置用户权限设置 （3）掌握管理共享资源技术 （4）完成项目设计报告 实训过程记录 步骤简述： 首先，在组织内部构建通信平台（如即时通信系统，圈子），工作人员之间建立网上信息交流和初步的网上协同工作。 第二:组织内部人员的计算机使用水平得以普遍提高，基本建立起网上协同办公的意识后，考虑在办公网内进行一些日常工作流程如公文审批、常用申请、会议管理、档案管理、信息采集和查询。以及各部门的日常业务等。在这一阶段，基本实现办公自动化。 第三：在internet上建立公用网站，进行信息采集、发布，部门间进行公文交换，直到网上贸易。将办公自动化范围扩大到跨部门。 在以上过程中，网络信息系统的安全系统稳定性是很重要的。建站起强大的网络安全防护系统，决定着目标能否成立。 实训3 网络用户和资源管理

计算机控制作业4

《计算机控制技术》2009级期末考查大作业 系别：电子电气工程系 班级：09级电气（2）班 姓名： 学号： 指导教师：梁绒香

目录 一、PID算法的设计及分析 (2) 1.1 PID控制算法简介 (2) 1.2基于MATLAB仿真被控对象 (3) 二、大林算法 (5) 2.1大林算法简介 (5) 2.2确定期望闭环传递函数 (6) 2.3 基于MATLAB仿真被控对象 (7) 3.1 Smith算法简介 (9) 3.2 数字Smith预估控制系统 (10) 3.3采用Matlab系统仿真 (11) 四、PID算法、大林算法、数字Smith预估控制算法三种算法比较 (12) 五、参考文献 (14)

基于MATLAB 的电炉温度控制算法比较及仿真研究 一、PID 算法的设计及分析 1.1 PID 控制算法简介 PID 调节是连续系统中技术最成熟的、应用最广泛的一种控制算方法。它结构灵活，不仅可以用常规的PID 调节，而且可以根据系统的要求，采用各种PID 的变型，如PI 、PD 控制及改进的PID 控制等。它具有许多特点，如不需要求出数学模型、控制效果好等，特别是在微机控制系统中，对于时间常数比较大的被控制对象来说，数字PID 完全可以代替模拟PID 调节器，应用更加灵活，使用性更强。所以该系统采用PID 控制算法。系统的结构框图如图1-1所示： 图1-1 系统结构框图 具有一阶惯性纯滞后特性的电阻炉系统，其数学模型可表示为： 1()1s Ke G s T s τ-= + （1-1） 在PID 调节中，比例控制能迅速反应误差，从而减小误差，但比例控制不能消除稳态误差，p K 的加大，会引起系统的不稳定；积分

现代控制理论习题解答..

《现代控制理论》第1章习题解答 1.1 线性定常系统和线性时变系统的区别何在？ 答：线性系统的状态空间模型为： x Ax Bu y Cx Du =+=+ 线性定常系统和线性时变系统的区别在于：对于线性定常系统，上述状态空间模型中的系数矩阵A ，B ，C 和D 中的各分量均为常数，而对线性时变系统，其系数矩阵A ，B ，C 和 D 中有时变的元素。线性定常系统在物理上代表结构和参数都不随时间变化的一类系统， 而线性时变系统的参数则随时间的变化而变化。 1.2 现代控制理论中的状态空间模型与经典控制理论中的传递函数有什么区别？ 答: 传递函数模型与状态空间模型的主要区别如下: 1.3 线性系统的状态空间模型有哪几种标准形式？它们分别具有什么特点？ 答: 线性系统的状态空间模型标准形式有能控标准型、能观标准型和对角线标准型。对于n 阶传递函数 121210 1110 ()n n n n n n n b s b s b s b G s d s a s a s a ------++++=+++++， 分别有 ⑴ 能控标准型： []012 101 210100000100000101n n n x x u a a a a y b b b b x du ---????? ???????????? ???=+?? ???????? ? ?????----???? ? =+??

⑵ 能观标准型： []0011221100010 00 100010 1n n n b a b a x a x u b a b y x du ---?-?? ????? ??-????? ?????=-+???? ? ????? ??????-???? ?=+?? ⑶ 对角线标准型： []1212 001001001n n p p x x u p y c c c x du ????? ??????? ???=+?????? ????? ??????=+? 式中的12,, ,n p p p 和12,,,n c c c 可由下式给出， 12121012 1 11012 ()n n n n n n n n n b s b s b s b c c c G s d d s a s a s a s p s p s p ------++++=+=+++ +++++--- 能控标准型的特点：状态矩阵的最后一行由传递函数的分母多项式系数确定，其余部分具有特定结构，输出矩阵依赖于分子多项式系数，输入矩阵中的元素除了最后一个元素是1外，其余全为0。 能观标准型的特点：能控标准型的对偶形式。 对角线标准型的特点：状态矩阵是对角型矩阵。 1.4 对于同一个系统，状态变量的选择是否惟一？ 答：对于同一个系统，状态变量的选择不是惟一的，状态变量的不同选择导致不同的状态空间模型。 1.5 单输入单输出系统的传递函数在什么情况下，其状态空间实现中的直接转移项D 不等 于零，其参数如何确定？ 答: 当传递函数)(s G 的分母与分子的阶次相同时，其状态空间实现中的直接转移项D 不等于零。 转移项D 的确定：化简下述分母与分子阶次相同的传递函数 1110 111)(a s a s a s b s b s b s b s G n n n n n n n ++++++++=---- 可得： d a s a s a s c s c s c s G n n n n n ++++++++=----0 11 10 111)( 由此得到的d 就是状态空间实现中的直接转移项D 。 1.6 在例1. 2.2处理一般传递函数的状态空间实现过程中，采用了如图1.12的串联分解，试 问：若将图1.12中的两个环节前后调换，则对结果有何影响？

《网络系统管理与维护》课程教学大纲.doc

《网络系统管理与维护》课程教学大纲 一、课程概述 （一）课程性质 《网络系统管理与维护》是中央电大计算机网络技术专业（网络管理方.向）的一门核心课程。（二）教学目标 本课程的li的，使学生通过该课程的学习，深入理解网络系统管理与维护的基础知识, 熟练掌握网络系统管理与维护的基本技能和常用工具，初少具备管理和维护计算机网络的能力。 （三）适用专业与年级 《建筑结构》适用于高等院校计算机网络技术专业教学。特别应作为我院教师组织工程本课程一般在第二年级第一学期开设。 （四）使用教材及参考资料 网络系统管理与维护，中国广播电视大学出版社，边宇枢主编 本教学大纲由衡阳广电《网络系统管理与维护》课程组全体授课教师反复认真讨论修订, 最后由学院学术委员会审杏定稿。 （五）课程学时、学分 本门课程每周2学时，总课时30课时。 （六）课程主要内容 本课程共分十章：第一章网络管理与维护概述，第二章用户工作环境,第三章网络病毒防范，第四章防火墙与入侵检测，第五章系统容错与灾难恢复，第六章补丁管理, 第七章性能临视，第八章网络故障诊断与排除。 （七）预修课程 计算机网络，Windows网络操作系统管理，网络应用服务管理 （八）课程教学结构 1.课前准备： （1）阅读教学计划相关问题； （2）阅读教材中相关章节及补充材料； （3）复习上一次课程讲授内容。 2.授课阶段： 讲授基本原理与方法； 讨论重点、难点问题； 习题与案例解析 3.课后复习 （九）成绩与考试 广播电视大学组织全国统一考试 （十）案例设计 根据具体教学环节的要求，设置网络系统管理与维护的案例设计 网络系统管理与维护设计原理是计算机网络专业的一门专业核心课。教学目的是通过该门课程的学习，学生能够掌握网络系统性能，进行各类网络系统管理方案的设计；掌握网络系统安全管理方法。

现代控制理论大作业 北科

现代控制理论大作业分析对象：汽车悬架系统 指导老师：周晓敏 专业：机械工程 姓名：白国星 学号：S2*******

1.建模 悬架是车轮或车桥与汽车承载部分之间具有弹性的连接装置的总称，具有传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等作用。传统汽车悬驾系统是被动悬驾，其参数不能改变，无法控制其对不同路面激励的响应，因此对不同路面的适应性较差。为提高汽车的行驶平顺性、操纵稳定性和制动性等性能，人们开始用主动悬架系统来代替传统的被动悬架系统。主动悬架系统能根据路面的情况通过一个动力装置改变悬挂架的参数，改善汽车的各方面性能。 对悬驾系统进行仿真计算首先要建立悬驾系统动力学模型，随后对所建立的模型进行仿真分析。为了简化模型，取汽车的一个车轮的悬驾系统进行研究，该模型可简化为一维二自由度的弹簧阻尼质量系统，图1所示为该模型的模拟图。 图1 悬架系统模型的模拟图 其中u为动力装置的作用力，w为路面位移，x1为车身位移，x2为悬驾位移，用车身位移来度量车身的振动情况，并视为系统的输出。路面状况以w为尺度，并视为系统的一个干扰输入。当汽车从平面落入坑时，w可用一个阶跃信

号来模拟。u 为主动悬架的作用力，它是系统的控制量。 进行受力分析，由牛顿第二规律可得车身悬架系统的动力学方程为: ()()()()() 1121212212122s s t m x K x x b x x u m x K x x b x x u K w x ?=-+-+?? =-+--+-??& &&&&&&& 设系统状态变量为: []1 2 12x x x x x =&& 则上面系统动力学方程可改写为状态空间表达式: x Ax Bu y Cx Du =+?? =+?& 其中: ()1 1 1 1222 200 100001s s s t s K K b b A m m m m K K K b b m m m m ????????--=????-+??-??? ? 12 200 001 01t B m K m m ?? ??????=????-???? []1000C = []00D = u u w ??=???? Matlab 系统模型程序代码： m1=800;m2=320;ks=10000;b=30000; kt=10*ks;

计控第二次大作业-氧化炉

宁波大学答题纸 （20 12 —20 13 学年第 1 学期） 课号： 103Z01A07 课程名称：计算机控制技术改卷教师： 学号：姓名：得分： 大作业（二） 下图为氧化炉对象，工艺要求氧化炉内的反应温度恒定，一般通过氧化炉的氨气和氧气比恒定来实现，但氨管压力波动会影响氨气流量变化，空气含氧量会随环境发生变化。被控量为氧化炉温度，调节量为氨气管道阀门。 绪论 在硝酸铵生产过程中，氨氧化炉是关键设备。其工艺流程：氨气和空气混合气体进入氧化炉，在铂金触煤的作用下进行氧化反应，生成所需要的一氧化氮，这是一个多种参数相互制约的复杂过程，工艺控制指标的好坏关系到生产能否稳定运行，生产效益以及设备安全问题。 氨氧化法制硝酸是硝酸生产中比较普遍的方法，氨气和空气混合气体经静化后，进入氧化炉，在铂金网的作用下，在绝压0．45 MPa，温度850℃的条件下，将氨氧化成一氧化氮气体，影响氧化反应过程的因素有氨的体积分数，压力，氧化率，反应温度，混合气流量，铂网活性等，氧化率是氧化反应的指标，但目前没有有效的检测手段。在一定条件下，氧化率正比于反应温度，而氨气是氧化反应的主要成分，反应的温度取决于气体中氨的体积分数，而氨的体积分数又无法测量，只有氧化炉温度能间接反应出氧化率。为了获得更高的氧化率，氧化炉温度与氨的体积分数均控制在极值，而炉温超到1100℃会烧毁价值昂贵的铂金网，氨的体积分数超过14％会引起恶性爆炸事故毁坏生产设备，必需加设联锁保护系统，氧化炉温度及氨空比是最关键的控制参数，对仪表精度要求极高。因此氨氧化反应对氧化炉内的氨空流量比和炉温的要求非常严格，所以，氨空比与炉温的实时检测与稳定控制是氧化炉控制的关键。

(精选)现代控制理论作业题答案

第九章 线性系统的状态空间分析与综合 9-1 设系统的微分方程为 u x x x =++23&&& 其中u 为输入量，x 为输出量。 ⑴ 设状态变量x x =1，x x &=2，试列写动态方程； ⑵ 设状态变换211x x x +=，2122x x x --=，试确定变换矩阵T 及变换后的动态方程。 解：⑴ u x x x x ??????+????????????--=???? ??1032102121&&，[]??????=2101x x y ； ⑵ ??????=??????2121x x T x x ，??????--=2111T ；?? ????--=-11121 T ；AT T A 1-=，B T B 1-=，CT C =； 得，??????--=2111T ；u x x x x ??????-+??????????? ?-=??????1110012121&&，[]??????=2111x x y 。 9-2 设系统的微分方程为 u y y y y 66116=+++&&&&&& 其中u 、y 分别系统为输入、输出量。试列写可控标准型(即A 为友矩阵)及可观标准型(即A 为友矩 阵转置)状态空间表达式，并画出状态变量图。 解：可控标准型和可观标准型状态空间表达式依次为， []x y u x x 00610061161 00010=??????????+??????????---=&；[]x y u x x 100 006610 1101600=???? ? ?????+??????? ???---=&； 可控标准型和可观标准型的状态变量图依次为， 9-3 已知系统结构图如图所示，其状态变量为1x 、2x 、3x 。试求动态方程，并画出状态变量图。 解：由图中信号关系得，31x x =&，u x x x 232212+--=&，32332x x x -=&，1x y =。动态方程为 u x x ?? ?? ? ?????+??????????---=020*********&，[]x y 001；

系统运营和维护管理制度

信息系统运行维护管理制度

第一章总则 第一条.为规范信息系统的运行维护管理工作，确保信息系统的 安全可靠运行，切实提高生产效率和服务质量，使信息系统更好地服务于 生产运营和管理，特制订本管理办法。 第二条.本管理办法适用于及其分支机构的信息系统，各分支机 构和各部门可根据本办法制定相应的实施细则。 第三条.信息系统的维护内容在生产操作层面又分为机房环境维 护、计算机硬件平台维护、配套网络维护、基础软件维护、应用软件维护 五部分： １、计算机硬件平台指计算机主机硬件及存储设备； ２、配套网络指保证信息系统相互通信和正常运行的网络组织，包括联网所需的交换机、路由器、防火墙等网络设备和局域 网内连接网络设备的网线、传输、光纤线路等。 ３、基础软件指运行于计算机主机之上的操作系统、数据库软件、中间件等公共软件； ４、应用软件指运行于计算机系统之上，直接提供服务或业务的专用软件； ５、机房环境指保证计算机系统正常稳定运行的基础设施，包含机房建筑、电力供应、空气调节、灰尘过滤、静电防护、消 防设施、网络布线、维护工具等子系统。 第四条.运行维护管理的基本任务： １、进行信息系统的日常运行和维护管理，实时监控系统运行状态，保证系统各类运行指标符合相关规定；

２、迅速而准确地定位和排除各类故障，保证信息系统正常运行，确保所承载的各类应用和业务正常； ３、进行系统安全管理，保证信息系统的运行安全和信息的完整、准确； ４、在保证系统运行质量的情况下，提高维护效率，降低维护成本。 第五条.本办法的解释和修改权属于行政人事部。

第二章运行维护组织架构 第一节运行维护组织 第六条.信息系统的运行维护管理遵循在统一的领导下，分级管理和维护的模式。作为信息系统维护管理部门，牵头组织分支机构实施信息系统的维护管理工作。原则上信息系统的维护工作应逐步集中。 第七条.信息系统的维护管理分两个层面：管理层面和生产操作层面。 １、在管理层面，为信息系统维护管理部门，负责公司范围内信息系统的维护管理和考核。 ２、在生产操作层面，信息系统维护部门是运行中心和分支机构设置的实体或虚拟的维护部门（或维护人员）。信息系统维护部门直接对信息系统维护管理部门负责，并接受信息系统维护管理部门的业务指导和归口管理。 第八条.分支机构信息系统维护部门（或维护人员）可根据维护工作需要，向申请抽调技术人员和业务人员临时组成虚拟团队，参加分支机构设备巡检，制定技术规范、作业计划、应急预案，编制技术方案、培训教材等，各部门单位应积极配合。 第二节职责分工 第九条.信息系统维护管理部门职责 1.贯彻国家、行业及监管部门关于信息系统技术、设备及质量管理等方面的方 针、政策和规定，组织制定信息系统的维护规程、维护管理办法和维护责任制度； 2.负责公司范围内信息系统运行维护管理、监督检查和质量考核评定工作，

现代控制理论大作业

现代控制理论 直流电动机模型的分析 姓名：李志鑫 班级：测控1003 学号：201002030309

2 1直流电动机的介绍 1.1研究的意义 直流电机是现今工业上应用最广的电机之一，直流电机具有良好的调速特性、较大的启动转矩、功率大及响应快等优点。在伺服系统中应用的直流电机称为直流伺服电机，小功率的直流伺服电机往往应用在磁盘驱动器的驱动及打印机等计算机相关的设备中，大功率的伺服电机则往往应用在工业机器人系统和CNC铣床等大型工具上。[1] 1.2直流电动机的基本结构 直流电动机具有良好的启动、制动和调速特性，可以方便地在宽范围内实现无级调速，故多采用在对电动机的调速性能要求较高的生产设备中。 直流伺服电机的电枢控制：直流伺服电机一般包含3个组成部分： - 图1.1 ①磁极： 电机的定子部分，由磁极N—S级组成，可以是永久磁铁（此类称为永磁式直流伺服电机），也可以是绕在磁极上的激励线圈构成。 ②电枢： 电机的转子部分，为表面上绕有线圈的圆形铁芯，线圈与换向片焊接在一起。 ③电刷： 电机定子的一部分，当电枢转动时，电刷交替地与换向片接触在一起。 直流电动机的启动

电动机从静止状态过渡到稳速的过程叫启动过程。电机的启动性能有以下几点要求： 1）启动时电磁转矩要大，以利于克服启动时的阻转矩。 2）启动时电枢电流要尽可能的小。 3）电动机有较小的转动惯量和在加速过程中保持足够大的电磁转矩，以利于缩短启动时间。 直流电动机调速可以有： （1）改变电枢电源电压； （2）在电枢回路中串调节电阻； （3）改变磁通，即改变励磁回路的调节电阻Rf以改变励磁电流。 本文章所介绍的直流伺服电机，其中励磁电流保持常数，而有电枢电流进行控制。这种利用电枢电流对直流伺服电机的输出速度的控制称为直流伺服电机的电枢控制。如图1.2 Bm 电枢线路图1.2 ——定义为电枢电压（伏特）。 ——定义为电枢电流（安培）。 ——定义为电枢电阻（欧姆）。 ——定义为电枢电感（亨利）。 ——定义为反电动势（伏特）。 ——定义为励磁电流（安培）。 ——定义为电机产生的转矩（牛顿?米） ——定义为电机和反射到电机轴上的负载的等效粘带摩擦系数（牛顿?米∕度?秒） —定义为电机和反射到电机轴上的负载的等效转动惯量（千克?米）。 1.3建立数学模型 电机所产生的转矩，正比于电枢电流I与气隙磁通Φ的乘积，即： Φ (1-1) 而气隙磁通Φ又正比于激励电流，故式（1-1）改写为 (1-2)

济南大学-微型计算机控制技术大作业

智能循迹小车——微型计算机控制技术考查作业 自动化与电气工程学院

随着现代化的不断发展，自动化越来越普及，对传感器的应用越来越多，要求精度越来越搞高，本设计面向机械自动化发展，采用了AT89S52单片机作为控制核心，利用红外对管传感器检测黑线达到循迹目的，以及自动停车，自动寻迹，整体系统的电路结构简单，可靠性能高。 采用技术主要有： （1）AT89S52单片机应用； （2）L298电机驱动及PWN电机调速； （3）传感器的有效应用； （4）程序算法的应用。 1、系统方案的选择 1.1 智能循迹小车的主控芯片的选择 方案一：采用Atmel公司的AT89S52单片机作为智能小车的主控芯片，AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，工作电压为5V，32个I/O 口，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。该芯片价格便宜，应用广泛，操作简单，硬件与软件设计相对简单。大学生广泛用于单片机学习与创作。资源足够用于智能小车的设计。因此，本设计选择了此芯片。 方案二：采用德州仪器公司生产的F系列单片机MSP430F1611作为智能小车的主控芯片，MSP430F1611是一款超低功耗单片机，工作电压范围为1.8V-3.6V,48 位I/O 口线，16-Bit RISC架构，但相应硬件复杂，软件编写相对难度大，而且价格昂贵，用于智能小车资源过剩，造成浪费。经过讨论，我们放弃了此方案。 1.2智能循迹小车电源模块的选择 方案一：直接用直流电源供电。采用LM7812和LM7805稳压后产生12V和5V的直流电压，供给系统各个模块用。虽然直接用直流电源供电，功率大，但由于有电源供电线的限制，这样就会对小车的行动造成诸多不便，为了能使小车能够简便地行驶，只能放弃这一方案。

现代控制理论1-8三习题库

信息工程学院现代控制理论课程习题清单

正确理解线性系统的数学描述，状态空间的基本概念，熟练掌握状态空间的表达式，线性变换，线性定常系统状态方程的求解方法。 重点容：状态空间表达式的建立，状态转移矩阵和状态方程的求解，线性变换的基本性质，传递函数矩阵的定义。要求熟练掌握通过传递函数、微分方程和结构图建立电路、机电系统的状态空间表达式，并画出状态变量图，以及能控、能观、对角和约当标准型。难点：状态变量选取的非唯一性，多输入多输出状态空间表达式的建立。 预习题 1.现代控制理论中的状态空间模型与经典控制理论中的传递函数有何区别？ 2.状态、状态空间的概念？ 3.状态方程规形式有何特点？ 4.状态变量和状态矢量的定义？ 5.怎样建立状态空间模型？ 6.怎样从状态空间表达式求传递函数？ 复习题 1.怎样写出SISO系统状态空间表达式对应的传递函数阵表达式 2.若已知系统的模拟结构图，如何建立其状态空间表达式？ 3.求下列矩阵的特征矢量 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? - - = 2 5 10 2 2 1- 1 A 4.（判断）状态变量的选取具有非惟一性。 5.（判断）系统状态变量的个数不是惟一的，可任意选取。 6.（判断）通过适当选择状态变量，可将线性定常微分方程描述其输入输 出关系的系统，表达为状态空间描述。 7.（判断）传递函数仅适用于线性定常系统；而状态空间表达式可以在定 常系统中应用，也可以在时变系统中应用. 8.如果矩阵A 有重特征值，并且独立特征向量的个数小于n ,则只能化为 模态阵。 9.动态系统的状态是一个可以确定该系统______（结构，行为）的信息集 合。这些信息对于确定系统______（过去，未来）的行为是充分且必要 的。 10.如果系统状态空间表达式中矩阵A, B, C, D中所有元素均为实常数时， 则称这样的系统为______（线性定常，线性时变）系统。如果这些元素 中有些是时间t 的函数，则称系统为______（线性定常，线性时变）系 统。 11.线性变换不改变系统的______特征值，状态变量）。 12.线性变换不改变系统的______（状态空间，传递函数矩阵）。 13.若矩阵A 的n 个特征值互异，则可通过线性变换将其化为______（对 角阵，雅可比阵）。 14.状态变量是确定系统状态的______（最小，最大）一组变量。 15.以所选择的一组状态变量为坐标轴而构成的正交______（线性，非线性） 空间，称之为______（传递函数，状态空间）。

现代控制理论大作业

现代控制理论大作业-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

分类号：TH89 单位代码：10110 学号： 中北大学 综合调研报告题目: 磁盘驱动器读写磁头的定位控制 系别: 计算机科学与控制工程学院 专业年级: 电气工程与智能控制2014级 姓名: 何雨贾晨凌朱雨薇贾凯张钊中袁航 学号: 14070541 39/03/04/16/33/47 指导教师: 靳鸿教授崔建峰讲师 2017年5月7日

摘要 硬盘驱动器作为当今信息时代不可缺少的存储设备，在人们日常生活中正扮演着越来越重要的角色，同时它也成为信息时代科学技术飞速发展的助推器。然而，随着信息量的日益增长，人们对硬盘驱动器存储容量的要求越来越高。但另一方面由于传统硬盘驱动器的低带宽、低定位精度，导致磁头很难准确地定位在目标磁道中心位置，从而限制了存储容量的持续增加。 自IBM公司于1956年向全球展示第一台磁盘存储系统R.AMAC以来，随着存储介质、磁头、电机及半导体芯片等相关技术的不断发展，硬盘的存储容量成倍增长、读写速度不断提高。要保证可靠的读写性能，盘片的转速控制和磁头的定位控制问题具有重要意义。其中磁头的定位控制主要包括寻道控制与定位跟踪控制两个问题，如PID控制、自适应控制、模态切换控制等，这些控制方法大大提高了硬盘磁头伺服系统的性能。为达到更高的精度，磁头双级驱动模型成近年的研究热点，多种控制策略已有相关报道，但目前仍处于实验水平。 关键词： 磁盘驱动器；磁头；定位；控制 Abstract Hard disk drive (HDD), acted as requisite storage equipment in current information age,plays a more and more vital role in people’s daily life, and it becomes a roll booster in rapid development of science and technology. However, with the increase of information capacity, we put forward a severe request for HDD data storage capacity. Unfortunately, due to the low bandwidth, low positioning accuracy in conventional HDD, magnetic head is hard to be positioned onto the destination track center, thus it limits the continuing increase in storage capacity. Since IBM brought the first disk-the random access memory accounting machine(RAMAC) to market in 1956, the storage capacity and read/write speed have continuously increased along with the development of the techniques of media,read/write head, actuators and semiconducting chips. The problems of R/W head's settling control is definitely important in order to ensure the reliability of read and write performance. Track seeking and track following are two main stages of the hard disk servo system. Researchers have developed kinds of control strategies to implement the servo control from PID control to advanced control methods.Dual-stage actuator has attracted many researchers and engineers for its broaderbandwidth compared with single-stage actuator. Key Words：Hard Disk Drive;Heads; Location; Control

计算机控制技术复习大作业及答案

《计算机控制技术》复习大作业及参考答案 ========================================================== 一、选择题(共20题) 1、由于计算机只能接收数字量,所以在模拟量输入时需经( A )转换。 A.A/D转换器 B.双向可控硅 C.D/A转换器 D.光电隔离器 2、若系统欲将一个D/A转换器输出的模拟量参数分配至几个执行机构,需要接入( D )器件完成控制量的切换工作。 A.锁存器锁存 B.多路开关 C.A/D转换器转换 D.反多路开关 3、某控制系统中,希望快速采样,保持器的保持电容CH应取值( A )。 A. 比较小 B.比较大 C.取零值 D.取负值 4、在LED显示系统中,若采用共阳极显示器,则将段选模型送至( B )。 A. 阳极 B. 阴极 C.阴极或阳极 D.先送阴极再送阳极 5、电机控制意味着对其转向与转速的控制,微型机控制系统的作法就是通过( B )实现的。 A.改变定子的通电方向与通电占空比 B.改变转子的通电方向与通电占空比 C.改变定子的通电电压幅值 D.改变转子的通电电压幅值 6、计算机监督系统(SCC)中,SCC计算机的作用就是( B ) A.接收测量值与管理命令并提供给DDC计算机 B.按照一定的数学模型计算给定植并提供给DDC计算机 C.当DDC计算机出现故障时,SCC计算机也无法工作 D.SCC计算机与控制无关 7、键盘锁定技术可以通过( C )实现。 A.设置标志位 B.控制键值锁存器的选通信号 C.A与B都行 D.定时读键值 8、RS-232-C串行总线电气特性规定逻辑“1”的电平就是(C)。 A.0.3 伏以下 B.0.7伏以上 C.-3伏以下 D.+3伏以上 9、在工业过程控制系统中采集的数据常搀杂有干扰信号,( D )提高信/躁比。 A.只能通过模拟滤波电路 B、只能通过数字滤波程序 C、可以通过数字滤波程序/模拟滤波电路 D、可以通过数字滤波程序与模拟滤波电路 10.步进电机常被用于准确定位系统,在下列说法中错误的就是( B )。 A.步进电机可以直接接受数字量 B.步进电机可以直接接受模拟量 C.步进电机可实现转角与直线定位 D.步进电机可实现顺时针、逆时针转动

IT职业规划

IT职业规划 姓名：吴宇英 班级：计算机161 学号：201631960129 计算机科学导论期未大作业

一、职业规划前言 为什么我们要进行职业规划？当今社会竞争日益激烈，尤为IT行业格外明显，也就是说，每个人都想做白领，但事实上也就是少数人拿到了自己理想的工作及薪资，究其原因，是因为很多人随大众盲目追求有关IT的职业，而没有搞清楚自己的发展定位在哪里，人生需要一定的计划与忍耐，所以，一份合理实际的职业规划是青年实现梦想的有效方法。 职业生涯规划，简单来说，就是规划你以后想工作的岗位及岗位所需要的能力，然后就会有个方向，才能为之努力前行。其实，职业规划更多意义在于，一是可以很快的实现职业理想，从而实现职业上的自我价值，二是因理想的实现从而带动其他理想的促进，可以说，职业规划从某种意义上说，是人生的规划..... 所以，我要在职业规划里面找到自己的定位，养成积极的心态去面对以后日益激烈的社会竞争。 二、我的就业目标 我目前的目标是经过大学的学习，成为一个web前端开发工程师。 我觉得我的学习新知识能力较强，在web技术发展飞快的今天，一名合格的前端开发师需要努力适应web的发展速度，并且Web前端开发是一项很特殊的工作，涵盖的知识面非常广，既有具体的技术，又有抽象的理念。所以可以说说是一个需要不断学习适应的岗位。其次，我觉得我不怕吃苦，能耐得住寂寞，有缜密的思维能力，看过许许多多企业招web前端的要求，深切的感觉web前端开发的道路上充满了汗水和辛劳，但我想我能够承受，有可能成为一个不错的web前端开发工程师。 其实，这里也有一个小心理在作祟:我不大喜欢整天面对这代码，尽管说这是产生数据，是每个程序员都要走的路，但我并不认为自己能很快地从码农当中解脱出来，所以我并没有选择走后端开发，或许会被他人质疑，在大一仅仅只学习了C语言，居然不喜欢码代码！但我想说每个人有自己的兴趣取向，如果只是为了单纯的随波逐流，追随大众，那并不是我想要的职业规划，而且，那样的职业规划，我并没有很强的奋斗的动力，无异于一场空谈！ 三、就业岗位描述及调研 前端工程师，也叫Web前端开发工程师。他是随着web发展，细分出来的行业。而当今的前端开发工程师，需要掌握三个要素：HTML5、CSS3和JavaScript及各种框架！许许多多的人认为web前端开发只需要了解如何设计网页以及美化，老实说，以前的我也是这么认为的，直到我查阅了相关的资料后才发现：web前端开发工程师不仅仅要掌握基本的Web前端开发技术，网站性能优化、SEO和服务器端的基础知识，而且要学会运用各种工具进行辅助开发以及理论层面的知识，包括代码的可维护性、组件的易用性、分层语义模板和浏览器分级支持等。而这些技术，可以说大学里没有很多的课程来教授你这些，所以，web前端倾向于自我学习，这对于还在大学就读的我来说是一个不错的岗位，至少，我有充裕的时间去学，而对于一个刚刚入门的人来说，一门新技术就是新技术！ 随着近两三年来RIA（Rich Internet Applications的缩写，中文含义为：丰富的因特网应用程序）的流行和普及带来的诸如：Flash/Flex，Silverlight、XML和服务器端语言（PHP、https://www.docsj.com/doc/7311777936.html,，JSP、Python）等语言，前端开发工程师