传统的设计方法
传统控制系统设计方法---7个步骤
传统控制系统设计方法---7个步骤传统控制系统设计方法7个步骤控制系统设计方法是指在给定的技术和经济条件下，根据目标和要求设计适宜的控制系统的过程。
在传统的控制系统设计方法中，通常有以下7个步骤：问题定义、规范函数降阶、传递函数模型形成、系统灵敏度规定、控制器参数计算、控制器特性分析和控制系统参数调整。
下面将一步一步详细地回答这几个步骤。
1. 问题定义在控制系统设计的第一步中，需要明确控制系统所要解决的问题。
例如，可以是控制一个物理过程或调节一种行为。
这一步骤的关键是明确控制系统的目标和要求，包括所需的性能指标，如响应速度、稳定性和鲁棒性等。
2. 规范函数降阶规范函数降阶是指将问题定义中的高阶动态方程转化为一阶或二阶方程。
这是为了简化问题的复杂性，便于后续步骤的处理。
常用的方法有牛顿法和对应法等。
3. 传递函数模型形成在控制系统设计的第三步中，需要建立控制系统的数学模型。
数学模型通常由传递函数表示，该函数是输入和输出之间的关系。
传递函数可以根据物理过程的参数和性质进行建模，并可以使用系统辨识技术或经验估计方法来确定。
4. 系统灵敏度规定系统灵敏度是指系统对各种不确定性和扰动的响应能力。
在控制系统设计的第四步中，需要确定控制系统的灵敏度，即能容忍的误差范围。
这一步骤可以根据系统的性能指标和设计要求来确定。
5. 控制器参数计算在控制系统设计的第五步中，需要计算控制器的参数。
控制器参数的计算通常是针对所选控制算法和系统模型进行的。
常用的控制算法有比例积分控制器（PI控制器）和比例积分微分控制器（PID控制器）。
控制器参数的计算可以使用经典方法，如根轨迹法或频域分析法，也可以使用现代方法，如优化算法或模型预测控制。
6. 控制器特性分析在控制系统设计的第六步中，需要对设计的控制器进行特性分析。
控制器的特性分析可以评估其性能指标，如稳定性、鲁棒性和系统响应速度等。
这可以通过模拟或实验来完成，并可以根据分析结果进行调整或改进。
嵌入式系统的传统设计方法
嵌入式系统的传统设计方法嵌入式系统的传统设计方法是一种应用广泛的设计方法，它在许多领域都得到了广泛的应用。
嵌入式系统是一种嵌入在某个设备中的计算机系统，它通过与设备的硬件交互，实现对设备的控制和操作。
在嵌入式系统的传统设计方法中，设计师主要考虑系统的功能和性能，并通过分析和优化系统的各个模块来实现系统的最优化。
嵌入式系统的传统设计方法通常包括五个步骤：需求分析、系统设计、硬件设计、软件设计和测试验证。
在需求分析阶段，设计师会了解客户的需求并确定系统的目标。
在此基础上，设计师会做出基本的系统结构和功能布局，以确保系统的性能和可靠性满足客户的要求。
在系统设计阶段，设计师会深入研究系统各个模块，并确定与硬件和软件相关的技术选型。
此外，设计师还会进行系统架构的分析和设计，以确保系统可以顺利地实现。
在硬件设计阶段，设计师会设计系统的电路板和周边电路。
这是系统中最复杂的部分，因为它需要结合硬件原理和电路设计来实现系统的核心功能。
在软件设计阶段，设计师会编写系统所需的软件程序。
这个步骤最核心的部分在于编写系统的控制程序和驱动程序，以确保系统可以正常工作。
最后，测试验证是嵌入式系统传统设计方法中至关重要的一部分。
在这个过程中，设计师会对系统进行全面的测试和验证，以确保系统的功能和性能得到保证。
总的来说，嵌入式系统的传统设计方法是一种经典的设计方法，它已经应用于许多行业和领域中，如家电、通讯、汽车、医疗等。
在设计嵌入式系统的过程中，设计师们需要注意以下几个方面：首先，设计师需要充分了解客户的需求，并确定系统的目标，以确保系统可以顺利实现；其次，设计师需要深入研究系统的各个模块，并确定与硬件和软件相关的技术选型；最后，设计师需要进行全面的测试和验证，以确保系统的功能和性能得到保证。
总之，嵌入式系统的传统设计方法对于实现系统的优化、调试和验证功不可没。
在未来，我们相信它仍将继续发挥其重要作用，为人类的生活带来前所未有的便利。
现代设计方法传统
现代设计方法传统现代设计方法和传统设计方法是两种不同的设计思维方式。
传统设计方法是指在过去几百年中所形成的一套设计原则和方法，它强调对于传统价值观和氛围的尊重，追求经典、稳定和长久的设计效果。
而现代设计方法则是对传统设计方法的扩展和更新，它注重创新、实用和可持续发展，基于多样化的需求和快速变化的社会环境来进行设计。
在传统设计方法中，设计师通常会从传统艺术和文化中获取灵感，注重对材料、细节和工艺的精细处理。
传统设计方法强调对于传统文化的继承和发扬，追求经典、庄重和具有时间性的设计效果。
例如，在建筑设计中，传统设计方法更注重对建筑风格、历史文化和地域特色的研究和运用，希望通过设计来传递一种传统氛围和历史感。
然而，随着社会的不断发展和变化，传统设计方法的局限性逐渐显现出来。
它往往只适用于特定的文化和价值观念，无法满足多样化的需求和快速变化的社会环境。
因此，现代设计方法的出现就是为了解决这些问题。
现代设计方法更加注重创新和实用性，设计师会从现代科技、社会趋势和用户需求等方面进行思考和创新。
现代设计方法更加注重材料的环保性和可持续性，追求设计与自然环境的和谐共生。
例如，在建筑设计中，现代设计方法更注重节能减排、可再生能源的应用以及适应气候变化等方面的研究和运用，追求可持续发展的建筑效果。
此外，现代设计方法还注重用户体验和人性化设计。
设计师会更加重视用户需求和心理感受，将用户的使用体验放在首位。
设计师会通过用户研究和用户调研等方法，了解用户的需求和习惯，从而通过设计来提供更好的用户体验。
例如，在产品设计中，现代设计方法更注重产品的功能性和便捷性，追求用户使用的便利和舒适。
总之，现代设计方法与传统设计方法不同的地方在于其注重创新、实用性、可持续发展以及用户体验。
传统设计方法侧重于传统文化的保留和传承，而现代设计方法更加关注社会变化和多样化需求的满足。
两种设计方法各具特色，各有优势和劣势，设计师可以根据具体的设计任务和需求选择合适的设计方法来进行创作。
嵌入式系统的传统设计方法
嵌入式系统的传统设计方法
嵌入式系统的传统设计方法主要包括以下几个方面:
1. 分析系统需求：设计师需要明确嵌入式系统的功能和性能需求，包括功能需求、性能需求、安全需求等。
2. 设计硬件系统：设计师需要根据系统需求选择合适的硬件平台，设计硬件系统，包括芯片选择、电路板设计、传感器连接等。
3. 编写代码：设计师需要编写嵌入式系统的代码，包括操作系统内核、应用程序等。
4. 测试和调试：设计师需要对嵌入式系统进行测试和调试，以确保系统的稳定性和可靠性。
传统的嵌入式系统设计方法需要一定的技术经验和专业知识，设计师需要掌握嵌入式系统的硬件和软件开发技能。
同时，设计师需要考虑到系统的功耗、面积、响应速度等性能指标，以确保系统能够满足用户的需求并且具有足够的可靠性。
随着嵌入式系统的不断发展，设计师还需要考虑到系统的可扩展性、可维护性、用户体验等方面的问题。
因此，传统的嵌入式系统设计方法需要不断地更新和改进，以适应不断变化的需求和技术。
现代设计方法与传统设计方法区别
现代设计方法与传统设计方法区别
现代设计方法基于未来的需求、发展趋势、可能的风险，而传统设计方法则偏向于从过去的经验中提取思想，并了解当前的技术、材料和制造技术的性质和发展，从而提出合理的设计方案。
现代设计方法更注重创新性、拓展性和可操作性，重点是在缩小可行性设计调整期间满足用户需求和产品质量要求，提高创新能力和可操作性。
例如，在现代设计过程中，可以根据用户所需功能，基于优化和协同设计原理，从界面、交互、外观、流程、材料等几个方面，综合考虑设计。
与现代设计方法不同，传统设计方法更加追求有效的高质量的设计效果，重点是通过分析可行性，并以优质的工艺和精确的过程管理，将其转变为有效的实现方案。
例如，传统设计法则更注重仔细分析原材料、配件、外观、电气连接、功能可靠性等方面，深入研究设计方案中隐含的各种影响因素，从而实现最优的设计效果。
总的来说，现代设计方法和传统设计方法都有其独特的优势，理想的设计效果通常会综合利用这两种方法的优势，实现设计的最优化。
中国古代有什么设计理念
中国古代有什么设计理念
中国古代的设计理念。
中国古代是一个拥有悠久历史和丰富文化的国家，其设计理念也深受这种文化的熏陶。
在古代，中国人注重和谐、平衡和自然，这些理念贯穿于他们的建筑、家具、服饰等方方面面。
在建筑方面，中国古代的设计理念主要体现在宫殿、寺庙和园林中。
中国古代建筑注重对称、均衡和谐，建筑物的布局和结构都追求一种平衡美。
同时，中国古代建筑也注重与自然的融合，建筑物的设计常常考虑周围环境的自然景观，力求与自然和谐共生。
在家具方面，中国古代的设计理念注重实用和美观。
古代家具常常采用木材和竹子等天然材料制作，注重线条的简洁和流畅，同时也注重雕刻和装饰，以增加美感。
在家具的设计上，中国古代人也注重与自然的联系，常常以自然界的动植物为设计灵感，使家具更加具有生命力和灵气。
在服饰方面，中国古代的设计理念注重色彩的搭配和图案的选择。
古代服饰常常采用丝绸、棉布等天然材料，注重色彩的柔和和谐，同时也注重图案的精致和寓意。
服饰的设计也常常以自然景观和传统文化为灵感，使服饰更加具有中国古代的特色和韵味。
总的来说，中国古代的设计理念注重和谐、平衡和自然，这种理念不仅体现在建筑、家具和服饰中，也贯穿于古代人们的生活方式和审美观念中。
这些设计理念不仅是中国古代文化的精髓，也是对现代设计的启示和借鉴。
现代设计方法与传统设计方法的区别
分为三个阶段。首先是直觉设计阶段，这一阶段从全凭直观感觉设计制作工具、机械开始到 与数学结合起来分析现有工具和装置的工作机理，在力学和机械学的基础上对已有结构、装 置的性能进行分析。然后是经验设计阶段及传统设计阶段，这一阶段从 17 世纪数学、力学 和物理学结合后开始。这阶段设计主要依靠个人的才能和经验，运用一些基本设计计算理论， 借助类比、模拟和试凑等设计方法来进行，这样大大减少了设计的盲目性，有效地提高了设 计效率和质量并降低了设计成本，但也有在设计理论、方法、本质等方面的局限。最后是现 代设计阶段，这一阶段始于 20 世纪 40 年代，是随着当代科学技术的飞速发展和计算机技术 的广泛应用而在设计领域发展起来的一门新兴的多元交叉学科，是以设计产品为目标的一个 知识群体的统称。可见，现代设计方法是在传统设计方法的基础上，不断吸收现代理论、方 法和技术以及相邻学科最新成就而发展起来的。现代设计方法与传统设计方法是机械设计发 展的两个不同阶段。 2 传统设计方法与现代设计方法比较
这阶段设计主要依靠个人的才能和经验运用一些基本设计计算理论借助类比模拟和试凑等设计方法来进行这样大大减少了设计的盲目性有效地提高了设计效率和质量并降低了设计成本但也有在设计理论方法本质等方面的局限
现代设计方法与传统设计方法的区别
摘要：本文先介绍了机械设计方法发展的不同阶段，再对传统设计方法和现代设计方法进行 简要介绍，并在此基础上对两者的区别进行详细的分析和阐述。 关键词：传统设计方法；现代设计方法；比较
方法，它是现代设计的目标；⑸对应论方法，如相似设计法；⑹智能论方法，如 CAD、CAM、 计算机辅助计算，它是现代设计法的核心；⑺寿命论方法，如可靠性设计和价值工程；⑻离 散论方法，如有限元和边界元分析设计法；⑼模糊论方法，如模糊设计法；⑽突变论方法， 如创造性设计，它是现代设计法的基础；⑾艺术论方法，如艺术造型设计。
常规、现代与创新设计方法的比较0910100520余飞
常规、现代与创新设计方法的比较——09机设2班余飞（0910100520）在比较三中设计方法的不同点时，我们首先看看各自的定义和所包含的内容。
1.常规设计方法又称传统设计方法，其发展过程包含三个阶段：（1）直觉设计阶段古代的设计是一种直觉设计。
当时人们或是从自然现象中直接得到启示，或是全凭人的直观感觉来设计制作工具。
设计方案存在于手工艺人头脑之中，无法记录表达，产品也是比较简单的。
直觉设计阶段在人类历史中经历了一个很长的时期，17世纪以前基本都属于这一阶段。
（2）经验设计阶段随着生产的发展，单个手工艺人的经验或其头脑中的构思已很难满足这些要求。
于是，手工艺人联合起来，互相协作。
一部分经验丰富的手工艺人将自己的经验或构思用图纸表达出来，然后根据图纸组织生产。
图纸的出现，即可使具有丰富经验的手工艺人通过图纸将其经验或构思记录下来，传与他人，便于用图纸对产品进行分析、改进和提高，推动设计工作向前发展；还可满足更多的人同时参加同一产品的生产活动，满足社会对产品的需求及提高生产率的要求。
因此，利用图纸进行设计，使人类设计活动由直觉设计阶段进入到经验设计阶段。
（3）半理论半经验设计阶段 20世纪以来，由于科学和技术的发展与进步，设计的基础理论研究和实验研究得到加强，随着理论研究的深入、实验数据及设计经验的积累，已形成了一套半经验半理论的设计方法。
这种方法以理论计算和长期设计实践而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。
依据这套方法进行机电产品设计，称为传统设计。
2.现代设计方法的产生背景：近30年来，由于科学和技术迅速发展，对客观世界的认识不断深入，设计工作所需的理论基础和手段有了很大进步，特别是电子计算机技术的发展及应用，对设计工作产生了革命性的突变，为设计工作提供了实现设计自动或和精密计算的条件。
例如CAD技术能得出所需要的设计计算结果资料、生产图纸和数字化模型，一体化的CAD/CAM技术更可直接输出加工零件的数控代码程序，直接加工出所需要的零件，从而使人类设计工作步入现代设计阶段。
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5.2 结构化设计方法(SD方法)
SD方法的中心任务
把用DFD图表示的系统分析模型方便地转换 为软件结构的设计模型。
软件结构的描述工具
H图（层次图） SC图（软件结构图）
10
层次图
通常使用层次图描绘软件的层次结构。在层 次图中一个矩形框代表一个模块，框间的连线表 示调用关系。
11
HIPO图
29
w,u
w,u ME
3、完成“第二级分解/分支分解”，分解SC图的各 个分支。对初始SC图的框架继续进行由顶向下的分 解，直至画出每个分支所需要的全部模块。 传入路径的处理:由变换中心外移，把传入路径中 每个处理映射成软件结构中输入处理的低一层模块 传出路径的处理:由变换中心外移，通路中各处理 直接映射成输出处理的低一层模块
e g f
F
h
J
k
b1
B
b2 b3
K
j
l
41
面 向 数 据 流 方 法 的 设 计 过 程
42
5.2.5 结构化设计的优化规则
软件工程师们在开发计算机软件的长期实践 中积累了丰富的经验，总结这些经验得出了一些 启发规则。这些启发规则在许多场合能给软件工 程师有益的启示，往往能帮助他们找到改进软件 设计提高软件质量的途径，因此有助于实现有效 的模块化。 下面介绍几条常用的启发规则。
(3)高扇入结构的画法：调用线太多，交叉，乱。考虑用 编号代替功能方框，直接画在调用模块下。
48
四、模块的作用域应该在控制域之内 1、两个范围的含义 控制范围：包括模块本身及其下属模块，不论这些模块 系由该模块直接调用，还是间接调用。 作用范围：是一个与条件判定相联系的概念，指模块内 的某条件判定涉及的直接调用和间接调用模块。 一般情况，一个判定作用范围内的模块可能会有3 种情况： 整个模块是否执行，依赖于判定的结果； 上述模块的下属模块； 模块内有部分功能的执行依赖于这一判定。
第五章 传统的设计方法
本章介绍了传统的设计模型，以及从分析模
型导出设计模型的一般方法。重点讲述了面
向数据流设计的结构化设计方法（包括结构
设计和过程设计）和面向数据结构设计的
Jackson设计方法。
重点掌握： 结构化设计模型，结构化设计 方法。
1
结构化设计模型
结构化设计方法
过程设计
Jackson方法
事务控制
事务控制 事务
接收
发送
分析发送
…
…
38
3、分解和细化接受和发送 分支，完成初始的SC图 接受分支一般具有变换特性， 可对其进行变换分析； 动作分支典型的可映射为4 层：P-处理层、T-事务层、 A-操作层、D-细节层。A、D 常可被P、T共享。
P
T1 A1 T2 A2 D2 A3 Ti Aj Dk
A
X,Y Z Z
A C B C
选择调用
A D B
循环调用
16
B
C
简单调用
在结构图中通常还用带注释的箭头表示模块调用过程 中来回传递的信息。如果希望进一步标明传递的信息 是数据还是控制信息，则可以利用注释箭头尾部的形 状来区分：尾部是空心圆表示传递的是数据，实心圆 表示传递的是控制信息
17
注意： 层次图和结构图并不严格表示模块的调用次序。 层次图和结构图并不指明什么时候调用下层模 块。 通常用层次图作为描绘软件结构的文档。结 构图作为文档并不合适。但是，利用IPO图和数 据字典中的信息得到模块调用时传递的信息，从 而由层次图导出结构图的过程，却可以作为检察 设计正确性和评价模块独立性的好方法。
26
27
2、完成“第一级分解”，建立初始SC图的框架。 包括顶层控制模块和第一层模块。 两种画法： a.顶层控制模块+传入、传出和中心变换3个一层 模块 b.顶层控制模块+按照传入、传出实际数据流数 和中心变换模块数确定数量的模块
28
Mc
c,e MA c,e MT Mc c MA1 MA2 e e Q p c,p r r P w,u R w u ME1 ME2
43
一、改进软件结构提高模块独立性 通过模块分解或合并，力求降低耦合提高内聚。 二、模块规模应该适中 一页纸内(≤60行)。 过大，可考虑继续分解模块功能；过小，可考虑合 并到上层模块。
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三、深度、宽度、扇出和扇入都应适当 1、概念 深度：软件结构中控制的层数，往往粗略的标志一个系 统的大小和复杂程度。越大，意味着模块功能可能过分 简单，软件的程序控制复杂。 宽度：软件结构内同一个层次上的模块总数的最大值。 宽度越大系统越复杂。(主要受扇出影响) 扇出：模块直接调用的下级模块数目，也称模块的控制 宽度。 扇入：直接调用它的上级模块数。
GetC b b c GetB a a ReadA BtoC b AtoB
WriteW
u
PutU
v UtoV v WriteV
34
5.2.4 事务映射
虽然在任何情况下都可以使用变换分析方法 设计软件结构，但是在数据流具有明显的事务特 点时，也就是有一个明显的“发射中心”(事务 中心)时，还是以采用事务分析方法为宜。 事务：引发、触发或启动某一动作或一串动 作的任何数据、控制、信号、事件或状态变化
D1
39
在大型系统的DFD中，变换型和事务型两类 结构往往同时存在。对于一个大系统，常常把变 换分析和事务分析应用到同一个数据流图的不同 部分，由此得到的子结构形成“构件”，可以利 用它们构造完整的软件结构。
40
混合结构一例
总体为变换型结构 传入路径为事务型结构
C1
c1
D
G
c2
C2
d c3
C3 E
30
为了显式的表示在传入/传出路径上的数据变换， 在分支分解中可考虑增加变换模块，功能为 Read/Get 和 Write/Put。 传 入 路 c 径 处 C 理 b
B c,e MA e E d D c GetC b b c GetB a a ReadA BtoC b c,e MA e GetE d d e ReadD DtoE
35
事务分析步骤： 1、在DFD图上确定事务中心、接受部分(包 括接受路径)和发送部分(包含全部动作路径) 事务中心通常位于DFD图中多条动作路径的起点； 向事务中心提供信息的路径，是系统的接受路径； 动作路径通常不止一条，切每条均具有自己的结 构特性(变换或事务型)。
36
37
2、画出SC图框架，把DFD图的三个部分分别映射 为事务控制模块、接受模块和动作发送模块
HIPO图是美国IBM公司发明的“层次图+输入/处 理/输出图”的英文缩写。为了使HIPO图具有可追踪 性，在H图(即层次图)里除了顶层的方框之外，每个 方框都加编号。
12
基本的IPO图
13
表格式的IPO图（IPO表）
14
5.2.1 SC图 (Structure Chart)
用于表达软件的组成模块及其调用关系。
取得工 资数据
计时工人 实发工资
计薪工人 实发工资
编外人员 实发工资
计时制 工资额
税收 扣款
常规 扣款
薪金制 工资额
编外人 员工资
编外人 员税款
编外人 员扣款
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3、高扇入结构 (1)一个模块的扇入越高，则共享这一模块的上级模块数 目越多，消除重复代码的效果就越明显。 (2)底层高扇入结构：可共享的底层功能多，形成“瓮形” 或“清真寺”结构。
入信息。
分析模型的每个元素都提供了创建设计模型时
所需要的信息。
7
图5.1 将分析模型转换为软件的设计模型
8
数据设计把分析阶段创建的信息域模型转变成实现 软件所需要的数据结构。 体系结构设计确定了程序的主要结构元素(即程序构 件)之间的关系。 接口设计的结果描述了软件内部、软件与协作系统 之间以及软件与使用者之间的通信方式。 过程设计把程序体系结构中的结构元素，变换成对 软件构件的过程性描述。 在软件设计期间我们所做出的决策，将最终决定软 件开发能否成功，更重要的是，这些设计决策将决定软 件维护的难易程度。
鉴别DFD图的结构特征:事务？变换？
按照规则，把DFD图为初始的SC图
改进初始的SC图，获得最终SC图。
22
两种映射方法
变换映射 事务映射
变换映射
变换型DFD图 事务型DFD图
初始SC图 初始SC图
事务映射
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5.2.3 变换映射
适用于将变换型结构的DFD图转换为初始软 件结构图。步骤如下： 1、区分传入、传出和变换中心三个部分，在DFD 图上标明它们的分界线 (1)变换中心的任务：通过计算或处理，把系统 的逻辑输入变换(或加工)为系统的逻辑输出。 (2)逻辑输入(传入数据项)：离物理输入端(输入 始端)最远，但仍可以被看作系统输入的那些数 据流。
4
5.1.1 面向数据流设计和面向数据设计
面向数据流设计
将信息流映射成软件结构
数据流是考虑一切问题的出发点 最终目的
给出设计软件结构的一个系统化的途径 变换流 事务流
数据流的类型决定映射方法
该方法适用于概要设计阶段
常称为结构化设计（SD）方法
5
面向数据设计
该方法不明显的使用软件结构的概念，模块是设 计过程的副产品。对于模块独立性也没有给予应 有的重视。
SC图的组成符号 矩形框来表示模块 带箭头的连线表示模块间的调用关系 在调用线的两旁标出传入和传出模块的数据流 SC图中的模块符号 传入 传出 P88实物投影解释 变换 源 漏 控制