第7章 系统设计
自动控制原理第7章线性离散控制系统

状态方程
状态方程是描述线性离散控制系统动态行为的数学模型,其形 式为 X(k+1) = A*X(k) + B*U(k),其中X(k)表示在时刻k的系统 状态向量,U(k)表示在时刻k的控制输入向量,A和B是系统矩 阵。
自动控制原理第7章 线性离散控制系统
目录
CONTENTS
• 引言 • 线性离散控制系统的数学模型 • 线性离散控制系统的稳定性分析 • 线性离散控制系统的性能分析 • 线性离散控制系统的设计方法 • 线性离散控制系统的应用案例
01
引言
线性离散控制系统的定义与特点
定义
线性离散控制系统是指系统的动态行为由差分方程或离散状态方程描述的一类控制系统。
适性。
常见的智能家居控制系统包括智 能照明、智能安防、智能环境监
测等。
案例三:工业自动化控制系统设计
工业自动化控制系统是线性离散 控制系统的另一个重要应用领域, 主要用于实现生产过程的自动化
和智能化。
工业自动化控制系统通常采用分 布式控制结构,通过各种传感器、 执行器和主控制器实现对生产设
备的监测和控制。
离散控制系统的稳定性判据
劳斯-赫尔维茨稳定性判据
通过计算离散控制系统的传递函数的极点和零点,判断系统的稳定性。如果所有极点都位于复平面的左半部分,则系 统稳定;否则系统不稳定。
奈奎斯特稳定性判据
通过分析离散控制系统的频率响应,判断系统的稳定性。如果频率响应的相位曲线在-π~π范围内,则系统稳定;否则系 统不稳定。
系统实现
将设计好的控制器应用于实际系统中,并进 行实验验证。
离散控制系统设计的常用方法
第7章专家系统资料

3.2 知识获取 知识获取是建造专家系统的关键一步,也是较为
困难的一步,被称为建造专家系统的“瓶颈”。知识 获取大体有三种途径。
1.人工获取 人工获取,即计算机人员(或知识工程师)与领 域专家合作,对有关领域知识和专家知识,进行挖掘、 搜集、分析、综合、整理、归纳,然后以某种表示形 式存入知识库。
服务器
知识库
推理机
Web Server
知识库
推理机
人—机界面
Internet
人—机界面
客户(机)
Browser
图5 专家系统的客户(机)/服务器结构及浏览器/服务器结构
3、专家系统设计与实现
3.1 ES设计的原则
根据ES的特点,在设计中应遵循下列原则: ⑴ 专门任务。ES设计应面向专家知识和经验行之有效的
A→B A B
3.动态数据库 动态数据库也称全局数据库、综合数据库、工作 存储器、黑板等,它是存放初始证据事实、推理结果 和控制信息的场所,或者说它是上述各种数据构成的 集合。 4.人机界面 这里的人机界面指的是最终用户与专家系统的交 互界面。 5.解释模块 解释程序模块专门负责向用户解释专家系统的行 为和结果。
传统编程 数据处理步骤的描述和使用 与程序员理解水平相等 与过程型为主 处理模型 对大数据库进行处理 数值处理 重复计算过程 困难 困难 不容易做到在运行中解释 顺序的批处理 算法式
1.4 专家系统的类型 关于专家系统的分类,目前还无定论。仅从几个不
同的侧面对此进行讨论。 1.按用途分类 按用途分类,专家系统可分为:诊断型、解释型、
预测型、决策型、设计型、规划型、控制型、调度型等 几种类型。
2.按输出结果分类 按输出结果分类,专家系统可分为分析型和设计型。
《数字系统设计》PPT课件

慎重地加以选择。总的原则是,所选择的方案既要能满足系统的
要求,又要结构简单,实现方便,具有较高的性能价格比。
a
7
第7章 数字系统设计
2. 逻辑划分,导出系统框图
系统总体方案确定以后,可以根据数据子系统和控制子系统 各自的功能特点,将系统从逻辑上划分为数据子系统和控制子系 统两部分,导出包含有必要的数据信息、 控制信息和状态信息的 结构框图。逻辑划分的原则是, 怎样更有利于实现系统的工作原 理,就怎样进行逻辑划分。 为了不使这一步的工作太过复杂,结 构框图中的各个逻辑模块可以比较笼统、比较抽象,不必受具体 芯片型号的约束。
a
5
第7章 数字系统设计 7.1.2 数字系统设计的一般过程
系统调研 ,确定总体 方案
逻辑划分 ,导出系统 框图
功能分解 ,构造数据 子系统
算法设计 ,实现控制 子系统
图 7 - 2 数字系统设计过程
a
6
第7章 数字系统设计 1. 系统调研, 确定总体方案
接受一个数字系统的设计任务后,首先应对设计课题进行充
第7章 数字系统设计
第7章 数字系统设计
7.1 数字系统设计概述 7.2 控制子系统的设计工具 7.3 控制子系统的实现方法 7.4 数字系统设计举例
a
1
第7章 数字系统设计
7.1 数字系统设计概述
1. 什么是数字系统
在数字电子技术领域内,由各种逻辑器件构成的能够实现某
种单一特定功能的电路称为功能部件级电路,例如前面各章介绍
分的调研, 深入了解待设计系统的功能、使用环境与使用要求,
选取合适的工作原理与实现方法,确定系统设计的总体方案。 这
是整个设计工作中最为困难也最体现设计者创意的一个环节。因
第7章-人机系统设计

2023/5/24
1
6
Human Engineering, Lv Jiefeng, WUT Copyright Reserved
人机
工程学
HUMAN
ENGINEERING
第7章 人机系统设计
7.2 人机系统设计的基本原则
GB/T 16251—1996《工作系统设计的人类工效学原则》中规定了与人的生活质量、安全和健康 有关的工作系统设计的一般指导原则。(详见该标准)
人机
工程学
HUMAN
ENGINEERING第7章人机系统设计7.1 人机系统设计概述 7.2 人机系统设计的基本原则 7.3 人机系统设计的程序与方法 7.4 人机系统设计实例
2023/5/24
1
8
Human Engineering, Lv Jiefeng, WUT Copyright Reserved
7.2.1 工作空间和工作设备的设计
1.与身体尺寸有关的设计 2.有关身体姿势、肌力和身体动作的设计 3.有关信号、显示器和操纵器设计
7.2.2 工作环境设计 7.2.3 工作过程设计
2023/5/24
1
7
Human Engineering, Lv Jiefeng, WUT Copyright Reserved
事项 分析系统的
功能
系统构思
选择最佳设 想和必要的
设计条件 人因分析
设计细则
具体设计
设计评价 缺陷诊断 修改意见
生产 使用、保养
人机系统设计中应注意的事项 系统对安全、舒适、经济和效率的要 求 明确系统的重要事项 与设计有关的人员、设备、材料准备 详细划分系统的主要事项及其性能 对各项设想进行比较 系统的功能分配 系统的人机匹配 人机交互方式
第七章 汽车转向系统设计

马 天
力矩反算载荷,动力缸以前零件的计算载荷应取驾驶员作用在转向
飞
盘轮缘上的最大瞬时力(700N)。
29
二、齿轮齿条转向器的设计
汽
车
模数 压力角 齿数 螺旋角 材料
设
齿轮 2~3mm 20º
5~7
9º~15º 16MnCr5
计
15CrNi6
教
齿条 保证啮 12º~35º 保证齿 保证布 45,淬火
逆效率为
马
tg(0 ) tg 0
天
飞
➢导程角必须大于摩擦角,通常0 5°~10°。
18
二、传动比的变化特性
汽
车 转向系统的传动比
设
➢力传动比ip
计
•从轮胎接地面中心作用在两个转向轮上的合力2Fw与作用在
教
转向盘上的手力Fh之比
案
➢转向系角传动比 iω0
•转向盘角速度ωw与同侧转向节偏转角速度ωk之比
21
二、传动比的变化特性
汽 转向器角传动比的变化规律
车
➢由于转向传动机构角传动比近似为1,因此转向器的角传动比变化
设
规律就代表了转向系统传动比特性。
计
➢由于转向阻力矩与车轮偏转角度大致成正比变化,则
教
➢汽车低速急转弯行驶时,转向阻力矩大,应选用大些的转向器
案
角传动比;
➢汽车以较高车速转向行驶时,转向轮转角较小,转向阻力矩也
案
2.分类
➢机械转向系统
➢依靠驾驶员的手力转动转向盘
➢包括转向操纵机构、转向器、转向传动机构
马
天 ➢动力转向系统
飞
➢利用动力系统减轻驾驶员的手力
2
第一节 概述
第7章 数字系统设计实例

第7章 数字系统设计实例
7.2 音 乐 发 生 器
本设计利用可编程逻辑器件配以一个小扬声器设 计了一个音乐发生器,其结构如图7-4所示。本例产生 的音乐选自“梁祝”片段。
第7章 数字系统设计实例
4 MHz
预置计数器
二分频
扬声器
初始计数值 4 Hz
音名译
数码管
乐谱产生器
图7-4 音乐产生器原理框图
第7章 数字系统设计实例
从这种实现方法的特点可以看出,由于分频器的 分频值在不断改变,因此分频后得到的信号抖动较大。 当分频系数为N-0.5(N为整数)时,可控制扣除脉冲 的时间,使输出为一个稳定的脉冲频率,而不是一次N 分频,一次N-1分频。
第7章 数字系统设计实例
7.1.2 电路组成 设需要设计一个分频系数为N-0.5的分频器,其电
第7章 数字系统设计实例
BEGIN
clk<=inclk XOR divide2; --inclk与divide2异或后作为模N计数器的时钟 outclk1<=inclk; PROCESS(clk)
BEGIN
IF(clk'event AND clk='1') THEN IF(count="0000") THEN
路可由一个模N计数器、一个二分频器和一个异或门组
成,如图7-1所示。 在实现时,模N计数器可设计成带预置的计数器, 这样就可以实现任意分频系数为N-0.5的分频器。
第7章 数字系统设计实例
f0
异或门
模 N计 数 器
f0/(N- 0.5)
二分频器
f0/(2N- 1)
图7-1 通用半整数分频器
第7章 数字系统设计实例
习题六第七章管理信息系统的系统设计

第七章管理信息系统的系统设计一、单项选择题1. 物理模型是系统开发的()阶段的任务。
A. 信息系统流程图设计B. 系统设计C. 系统分析D. 系统规划2. 磁盘文件是一种()。
A. 输入文件B. 输出文件C. 输入输出文件D. 周转文件3. 用质数法确定代码结构中的校验位时,较验位的取值是质数法中的()。
A. 权B. 模C.除得的商D. 除得的余数4. 区间码是把数据项分成若干组,用区间码的每一区间代表一个组,在码中()。
A. 数字的值代表一定意义,但数字的位置是无意义的B. 数字的位置代表一定意义,但数字的值是没有意义的C. 数字的值和位置代表一定意义D. 用字符而不用数字表示意义5. 文件设计时,首先应设计()。
A. 共享文件B. 非共享文件C.中间文件D. 处理文件6. 代码设计工作应在()阶段就开始。
A. 系统设计B. 系统分析C. 系统实施D. 系统规划7. 周转文件用来存放具有A. 固定个体变动属性的数据B. 固定半固定属性的数据C. 随即变动属性的数据D. 固定属性的数据8. 邮政编码是一种()。
A. 缩写码B.助忆码C. 顺序码D. 区间码9. 对直接存取文件组织方式组织的文件采用顺序文件处理方式进行处理是()。
A. 很合适的B. 合适的C. 不合适的D. 常用的10.为了检查会计工作中借方会计科目合计与贷方会计科目合计是否一致,通常在程序设计中应进行()。
A. 界限校验B. 重复校验C.平衡校验D. 记录计数校验11.系统的吞吐量指的是()。
A. 每天的数据输出量B. 每秒执行的作业数C. 每秒的数据处理量D. 每日的数据输入量12.绘制新系统的信息系统流程图的基础是()。
A. 组织机构图B. 功能结构图C.业务流程图D. 数据流程图13.文件按信息流向分类有输入文件、输出文件和()。
A. 顺序文件B. 索引文件C.直接文件D. 输入输出文件14.文件的活动率指的是()。
A. 文件在单位时间内被查询的记录的数量B. 文件在更新过程中被处理的记录的百分数C. 文件排序中被移动位置的记录的百分数D. 文件中记录随机变动的程度15.校验输入月份最大不能超过12是属于()。
第7章-系统设计

第七章系统设计通过本章学习,应当掌握以下内容1、系统设计的任务、目标和内容2、构造化设计的根本思想3、如何从数据流程图导出构造图4、一体化设计方法的根本原理与方法5、代码设计的原那么与方法6、输出设计的内容7、输入设计的原那么和内容8、输入数据的校验方法9、人机对话设计的原那么识记:一、系统设计的任务、目标和内容二、评价信息系统的标准三、构造化设计的根本理论四、模块、构造图的概念与使用五、模块的联系与耦合六、变换分析和事务分析方法的原理与运用七、代码的作用、类型、设计的原那么及代码检验八、输出设计的内容九、输入设计的原那么和内容十、输入数据的校验方法十一、人机对话设计的原那么领会:一、系统分析阶段要答复的中心问题是什么?二、为什么说从系统研制的角度讲,系统的可变更性是最重要的标准?三、构造图与数据流程图有什么区别与联系四、模块划分的原那么是什么?五、怎样度量耦合的高与低六、什么是模块的控制范围?什么是判断的作用范围?七、如何编写系统设计说明书应用:根据给定的数据流程图,能够画出信息系统构造图方案课时:8课时第一节系统设计的任务要求系统分析阶段要答复的中心问题是系统"做什么",即明确系统功能,这个阶段的成果是系统的逻辑模型。
系统设计要答复的中心问题是系统"怎么做",即如何实现系统说明书规定的系统功能。
在这一阶段,要根据实际的技术条件、经济条件和社会条件,确定系统的实施方案,即系统的物理模型。
一、评价信息系统的标准根据一个逻辑模型,可以提出多个物理模型。
我们怎样评价、选择物理模型呢?为此,我们有必要先简要讨论评价信息系统的标准。
面向管理的信息系统,其优劣程度取决于它为管理工作提供信息效劳的质量。
我们可以从六个方面来衡量。
1、信息系统的功能2、系统的效率3、系统的可靠性4、系统的工作质量5、系统的可变更性6、系统的经济性二、系统设计的目标系统设计必须从保证系统的变更性人手,设计出一个易于理解、容易维护的系统。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
缺点:代码本身没有给出对象的任何其它信息(没有逻
辑基础)
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
39
第七章 MIS系统设计
顺序码(系列码)
码 1 2 3 4
管理信息系统(MIS)
内容 厂长 科长 科员 生产工人
by Liyuanming
40
第七章 MIS系统设计
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
12
第七章 MIS系统设计
5、可靠性
可靠性是指系统抵御外界干扰的能力及受外界 干扰时的恢复能力。一个成功的管理信息系统必须 具有较高的可靠性,如安全保密性、检错及纠错能 力、抗病毒能力等。
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
13
第七章 MIS系统设计
(二)区间码
区间码把数据项分成若干组,每一区间代表一个组,
详细调查 的信息
新系统的 逻辑模型
现有 平台
管理信息系统(MIS)
企业可能 投资
by Liyuanming
17
第七章 MIS系统设计
2.2 系统平台的设计方法
系统平台的设计应该建立在对企业现有的计算
机系统硬件、软件、网络设备以及市场充分了解的 基础上,根据系统的要求和用户的实际情况,分析 各种系统平台设计的配置、结构、报价和优缺点, 提出包含若干方案的系统平台设计报告,然后经过
by Liyuanming
7
第七章 MIS系统设计
2、详细设计 为各个具体任务选择适当的技术手段和处理方法。包括: @代码(编码)设计 @数据存储设计:数据库的设计、数据库安全设计等 @计算机处理过程的设计。包括输出设计、输入设计、 人机对话设计等。 系统总体设计只描绘了各主要处理活动之间的关系,而系 统详细设计则扩展到包括所有处理活动和有关的输入/输 出,这是系统开发过程的基础活动。也正是这一步,将分 析说明书与具体的技术和方法结合在一起来实现一个新的 系统。
UNIX Netware
Windows NT
26
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
第七章 MIS系统设计
2.5 软件选型
1.软件选型的原则 □ 符合开放式系统的发展方向 □ 必要和足够的软件工具支持 □ 对新技术的支持能力
□ 购买成本
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
27
逻辑模型的需要和技术需求。
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
15
第七章 MIS系统设计
系统硬件平台
系统平台
系统网络配置
系统软件平台
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
16
第七章 MIS系统设计
设计依据*
数据的 集中性
信息技术 环境
可用的技 术和产品 信息处理量、 存储量 系统的用 户、功能
第二节 系统运行平台设计
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
14
第七章 MIS系统设计
2.1 系统平台设计依据
系统运行平台是指管理信息系统运行所依赖
的硬件和软件,因此其设计就是针对新系统的目
标,在各种技术手段和实施方法中权衡利弊,合
理地利用各种资源,选择适当的计算机硬件、网
络通讯设备及其它辅助设备软件,以满足新系统
第七章 MIS系统设计
2.软件选型的内容
□ 操作系统
□ 数据库管理系统
□ 应用软件
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
28
第七章 MIS系统设计
□ 数据库管理系统的选择
在数据库管理系统的选择上,主要考虑:
(1)数据库的性能; (2)数据库管理系统的系统平台; (3)数据库管理系统的安全保密性能; (4)数据的类型。 Oracle Sybase
配置方案报告和系统设计报告。
主要的设计内容包括: ◎模块结构设计 ◎网络设计 ◎硬件设备配置 ◎代码设计 ◎数据库设计 ◎输入输出设计 ◎处理流程设计
管理信息系统(MIS)
系统设计报告是编制软件程 序和安装硬件设备以及系统 实施的基础。
by Liyuanming
6
第七章 MIS系统设计
1.1 系统设计的主要任务
有关人员的充分讨论,选择一个最佳方案。
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
18
第七章 MIS系统设计
1、类比法 类比法是指考察类似系统的平台设计方 案,比较其优缺点以及与新系统的异同点, 并根据具体情况作出相应的改进或改动。 优点:简单、方便、直观,可以充分吸 取其它平台设计方法的经验教训; 缺点:应用范围有限。
SQL Server
Informix
FoxPro
by Liyuanming
29
管理信息系统(MIS)
第七章 MIS系统设计
□ 应用软件的选择
1、软件是否能够满足用户的需求。
2、软件是否具有足够的灵活性。
3、软件的技术支持
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
30
第七章 MIS系统设计
第三节 代码(编码)设计
by Liyuanming
20
第七章 MIS系统设计
2.3 计算机硬件的选择
管理对计算机的基本要求是速度快、容
量大、通道能力强、操作灵活方便,但计算
机的性能越高,其价格也就愈昂贵,因此,
在计算机硬件的选择上应全面考虑。
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
21
第七章 MIS系统设计
1、数据的处理方式
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
9
第七章 MIS系统设计
2、实用性
实用性指以全新的设计理念、全新的技术架构、全新 的供应模式,来满足企业的实际需要的、动态变化的、 不断增长的需求。
• 系统设计充分考虑用户当前各业务层次、各环节管理中数据处理 的方便性和可行性; • 总体设计,分步实施(低—高); • 人机操作设计考虑用户的实际需要;
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
8
第七章 MIS系统设计
1.2 系统设计的原则
1、系统性
系统是作为统一整体而存在的,因此,在系统设 计中,要从整个系统的角度进行考虑,系统的代码 要统一,设计规范要标准,传递语言要尽可能一致, 对系统的数据采集要做到数出一处、全局共享,使 一次输入得到多次利用。
23
第七章 MIS系统设计
2.4 计算机网络的选择
1、网络的拓扑结构
总线型 星型 环型 混合型
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
24
第七章 MIS系统设计
网络拓朴结构
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
25
第七章 MIS系统设计
2、网络的逻辑设计: 通常首先按软件将系统从逻辑上分为各个分 系统或子系统,然后按需要配备设备,如主服务 器、主交换机、分系统交换机、子系统集线器 (HUB)、通讯服务器、路由器和调制解调器等, 并考虑各设备之间的连接结构。 3、网络操作系统
by Liyuanming
11
第七章 MIS系统设计
4、灵活性
为保持系统的长久生命力,要求系统具有很强 的环境适应性, 为此,系统应具有较好的开放性和 结构的可变性。在系统设计中,应尽量采用模块化 结构,提高各模块的独立性,尽可能减少模块间的
数据耦合,使各子系统间的数据依赖减至最低限度。
这样,既便于模块的修改,又便于增加新的内容, 提高系统适应环境变化的能力。
• 界面设计
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
10
第七章 MIS系统设计
3、先进性
采用当今国内、国际上成熟的信息技术,以保证系
统的科学性,使新系统在最大限度地适应今后企业运
作和管理发展变化的前提下满足技术发展变化的需要。
• 技术先进性应该适度;
• 先进性和实用性之间平衡
管理信息系统(MIS)
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
31
第七章 MIS系统设计
一、代(编)码
代码是用来表征客观事物的一个或一组有序
的符号,它应易于计算机和人识别与处理。也简 称为“码”。 代码就是用数字或字母代表事物。 例如:烽火台传递的烟信号、电传打字机
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
集中式:主机——终端方式
分布式:微机网络方式
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
22
第七章 MIS系统设计
2、应用软件对计算机处理能力的需求 (1)计算机主存; (2)CPU时钟; (3)输入、输出和通信的通道数目; (4)显示方式;
(5)外接转储设备及其类型。
管理信息系统(MIS)
by Liyuanming
1
第七章 MIS系统设计
开发 系统 评价 系统 维护 设计 初步 调查 可行性 研究
验收
系统运行和维护
系统规划
审批
系统 转换
详细
系统实施
编程 调试
系统分析
调查
系统设计
审查
逻辑 设计
审计
详细 设计
总体 设计 by Liyuanming
2
管理信息系统(MIS)
第七章 MIS系统设计
阶段
回答的中心问题
32
第七章 MIS系统设计
二、代码的功能 1、鉴别功能(唯一性或单义性)