第十三章-控制系统和方法
自动控制原理范文
自动控制原理范文自动控制原理是指通过采集和反馈系统的状态信息，根据一定的规则和算法实现对系统的自动调整和控制的一种技术。
它是现代工业自动化和信息技术的基础，广泛应用于电力、化工、石油、冶金、机械、交通运输和航空航天等各个领域。
自动控制原理的核心思想是通过测量系统的输出信号，与期望的参考信号进行比较，然后根据误差信息去调整系统的输入信号，使系统能在预期的性能要求下工作。
本文将从控制系统的基本概念、自动控制系统的组成、控制系统的闭环和开环两种结构、PID控制器等方面进行详细讲解。
一、控制系统的基本概念1.控制系统：由被控对象、控制器、传感器和执行器等组成，用于实现对被控对象状态或行为的调节。
2.被控对象：指需要被调节或控制的对象，也称作控制对象或物理对象。
3.反馈系统：通过传感器采集被控对象的状态信息，并将其送回控制器进行处理，然后生成相应的控制信号输入到执行器中。
4.开环系统：指没有反馈链路的控制系统，控制器的输出仅与被控对象相关，而不与被控对象的状态信息有关。
5.闭环系统：指具有反馈链路的控制系统，通过采集被控对象的状态信息，与期望的参考信号进行比较，产生误差信号，然后经过控制器进行处理生成控制信号，调整系统的输入信号。
二、自动控制系统的组成自动控制系统主要由四部分组成：被控对象、传感器、控制器和执行器。
被控对象接受控制器输出的控制信号，并给传感器提供输入信号，传感器采集被控对象的状态信息，将其转换成电信号送回控制器进行处理，控制器对传感器采集的信息进行比较并生成控制信号，最后控制器的输出信号通过执行器对被控对象进行调节。
三、控制系统的闭环和开环两种结构1.开环控制系统：开环系统的特点是系统的输出不受外界干扰和错误影响，控制器的输出仅与输入信号有关。
开环系统无法动态调整，当系统受到外界扰动时无法及时做出调整。
2.闭环控制系统：闭环系统引入了稳定反馈机制，通过比较控制器输出信号与期望参考信号之间的误差，调整输入信号，实现系统的自动调整和稳定。
自动控制原理第二版
自动控制原理第二版自动控制原理是现代控制工程的基础课程，它涵盖了控制系统的基本概念、原理和方法，对于工程技术人员来说具有重要的理论和实践意义。
本文将从控制系统的基本概念、控制系统的分类、控制系统的性能指标、控制系统的稳定性分析、控制系统的校正和整定等方面进行介绍。
首先，控制系统是由控制器、被控对象和控制对象组成的。
控制系统的目标是使被控对象的输出与期望的参考输入信号相匹配，实现对被控对象的控制。
控制系统可以分为开环控制系统和闭环控制系统两种类型。
开环控制系统是指控制器的输出不受被控对象的影响，而闭环控制系统是指控制器的输出受到被控对象的反馈影响。
其次，控制系统的性能指标包括稳定性、动态性能和静态精度。
稳定性是指控制系统在受到干扰或参数变化时，能够保持稳定的特性。
动态性能是指控制系统对于输入信号的响应速度和振荡情况。
静态精度是指控制系统在稳态下对于输入信号的精确度。
控制系统的稳定性分析是控制系统设计的重要内容。
稳定性分析包括了判据、判据的稳定性判定、稳定性判据的应用等内容。
控制系统的稳定性分析是控制系统设计的重要内容。
稳定性分析包括了判据、判据的稳定性判定、稳定性判据的应用等内容。
控制系统的校正和整定是控制系统设计的重要内容。
控制系统的校正和整定包括了控制器参数的校正和整定方法、控制系统性能的优化方法等内容。
总结而言，自动控制原理是现代控制工程的基础课程，它涵盖了控制系统的基本概念、原理和方法。
掌握自动控制原理对于工程技术人员来说具有重要的理论和实践意义。
希望本文所介绍的内容能够为读者对自动控制原理有一个清晰的认识，并能够在实际工程中得到应用。
第十三章 人机系统
1
人机系统概述
2 人机系统设计思想与程序
3
人机系统评价
人因工程学
第一节 人机系统概述
人机系统的含义 人机系统的类型
人机系统概述 人机系统基本模式
人因工程学
第一节 人机系统概述
一、人机系统含义
(1)系统：系统是由相互作用、相互依存的要素（部分）组成 的、具有特定功能的有机整体。 (2)人机系统：由相互作用、相互依存的人和机器两个子系统构成 的，且能完成特定目标的一个整体系统。 例如: – 人骑自行车；人驾驶汽车；人操纵机器；人使用计算机
2.人与机的功能匹配
人机应达到最佳匹配，使系统整体效能最优 1）人和机器的相互配合
– 人监控机器：机器一旦出现异常情况，必须由人来手动操纵 – 机器监督人。以防止人产生失误时导致整个系统发生故障。 2）显示器与人的信息感觉通道特性的匹配 3）控制器与人体运动反应特性的匹配； 4）显示器与控制器之间的匹配； 5）环境条件与人的有关特性的匹配； 6）人、机、环境要素与作业之间的匹配等。
一、人机系统设计思想的发展 让人来适应机器的设计思想
–先设计好机器，再根据机器运行要求来选拔和培训人。 让机器适应人的设计思想
–设计中考虑人的问题，根据人的特性，设计出符合人操 作的机器设备、器具，最醒目的显示器，最方便使用的 控制器等。
人与机器相互适应的系统设计思想
–研究人与机之间相互适应问题，在机器和人中间进行合 理的功能分配，从而达到系统的最佳匹配 人因工程学
具有视觉、味觉、听觉、嗅觉和触觉
视觉范围有一定限制，能够识别物体 的位置、色彩和物体的移动
信息处理
按预先编程可进行快速、准确 的数据处理。记忆正确并能长时间 储存，调出速度快
第13章 科研质量控制
三、科研质量控制方法
（二）调查的质量控制方法 • 调查设计阶段 • 资料收集阶段 • 资料的整理和分析阶段
三、科研质量控制方法
（三）实验误差的控制方法 • 依照随机化原则抽样和分组 • 保持组间平衡
– 严格准入条件 – 采用匹配或随机化分层方法
• 保证Байду номын сангаас够的样本量 • 实验方法尽量标准化 • 采用盲法试验
第十三章 科研质量控制
一、科研质量概述
• 科研质量：科学研究的过程、体系和科研 成果满足相关方要求的程度。
• 卫生管理科研质量：卫生管理科学研究的 过程、体系和研究成果满足卫生行政部门、 科研工作者与卫生管理实际工作需求的程 度。
一、科研质量概述
• 科研质量的构成要素
– 科研成果：是科研过程的结果。科研成果质量主要 指科研目标的实现程度。 – 科研过程：是开展科学研究的整个活动过程，包括 科研课题的设计、选题、立项、开展研究到科研成 果形成和应用等一系列环节和过程。科研过程是科 研质量实现的关键要素。 – 科研体系：是相互关联和相互作用的科研要素的总 和，主要包括科研项目组、管理部门、科研制度、 科研方法、科研手段、科研资源、科研标准和规范 等。
三、科研质量控制方法
（四）偏倚的控制方法 5.常见的信息偏倚 • 测量偏倚 • 回忆偏倚 • 报告偏倚 • 诊断怀疑偏倚 • 暴露怀疑偏倚
三、科研质量控制方法
（四）偏倚的控制方法 6.信息偏倚的控制 • 制定明确的标准 • 尽可能采用盲法收集资料 • 使用适宜的调查技巧与技术 • 注重资料的校正核实
二、科研过程中常见问题
（一）资料收集过程中的常见问题 • 资料不完备 • 样本量不合适 • 测量指标选择不当 • 样本选择不当
生产运作管理课后答案
生产运作管理第一章基本概念1、社会组织的三项基本职能是什么？说明它们之间的关系。
答:基本职能:生产运作、财务和营销。
生产运作是一切社会组织最基本的活动，财务就是为社会组织筹措资金并合理地运用资金，营销就是要发现与发掘顾客的需求，让顾客了解公司的产品和服务，并将这些产品和服务送到顾客手中。
三项基本职能是相互依存的。
其中，发现需求是进行生产经营活动的前提，有了资金和生产某种产品或提供某种服务的能力，如果该产品或服务没有市场，那将毫无意义；有了资金和市场，但却制造不出产品或提供不了服务，也只能眼睁睁地看着市场被别人占领；有了市场和生产能力，但没有资金购买材料、支付工资，显然也不行。
所以三项职能都相互依赖于其它职能。
2、阐述生产运作管理的定义、内容和目标。
答:定义:生产运作管理是对生产运作系统的设计，运行与维护过程的管理，它包括对生产运作活动进行计划，组织和控制。
内容:生产运作管理大体可以分为对生产系统设计的管理、对生产运行过程的管理和对生产过程改进过程的管理。
生产运作系统的设计包括产品或服务的选择和设计、生产运作设施的定点选择、生长运作设施的置、服务交付系统设计和工作设计。
目标:高效、灵活、准时、清洁地生产合格产品和提供满意服务。
3、订货型生产与备货型生产的概念和特点。
答:备货型生产：指在没有接到用户订单时，经过市场预测按已有的标准产品或产品系列进行生产，生产的直接目的是补充成品库存，通过维持一定量成品库存即时满足用户的需要。
特点:（1）产品标准化程度高（2）生产效率高（3）用户订货提前期短（4）库存水平高（5）难以满足顾客个性化的需求订货型生产：指以顾客的订单为依据，按用户特定的要求进行的生产。
特点:订货型生产：（1）产品标准化程度低（2）生产效率低（3）用户订货提前期长（4）库存水平低（5）对顾客个性化需求满足度高第二章企业战略和运作策略1、什么是运营战略，以及它与企业战略的关系？答:运营战略是指在企业战略的总体框架下，决定如何通过运作活动来达到企业整体目标的总体计划，为实现企业战略提供生产运营部门的行为路径。
过程控制工程课程设计
过程控制工程 课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握过程控制工程的基本概念，理解控制系统的结构、原理及分类。
2. 使学生了解过程控制系统中各环节的作用，掌握主要参数的测定与调整方法。
3. 帮助学生理解过程控制系统的数学模型，并学会运用相关理论分析控制系统的性能。
技能目标：1. 培养学生运用所学理论知识，分析实际过程控制工程问题的能力。
2. 培养学生设计简单的过程控制系统方案，并进行模拟与优化的能力。
3. 培养学生团队协作、沟通表达和动手实践的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对过程控制工程的兴趣，激发他们探究未知、解决问题的热情。
2. 培养学生严谨、务实的科学态度，使他们具备良好的工程素养。
3. 引导学生关注过程控制工程在国民经济和生活中的应用，提高他们的社会责任感。
本课程针对高年级学生，结合过程控制工程学科特点，注重理论与实践相结合，旨在提高学生的专业知识水平、实际操作能力和综合素养。
课程目标明确、具体，便于教师进行教学设计和评估，同时有利于学生明确学习方向，提高学习效果。
二、教学内容1. 过程控制工程基本概念：控制系统定义、分类、性能指标。
教材章节：第一章第一节2. 控制系统数学模型：传递函数、方框图、信号流图。
教材章节：第一章第二节3. 控制系统元件及环节：传感器、执行器、控制器、滤波器等。
教材章节：第二章4. 过程控制系统设计：系统建模、控制器设计、系统仿真。
教材章节：第三章5. 常见过程控制系统分析：PID控制、模糊控制、自适应控制。
教材章节：第四章6. 过程控制系统应用实例：化工、热工、电力等领域。
教材章节：第五章教学内容安排和进度：第一周：过程控制工程基本概念第二周：控制系统数学模型第三周：控制系统元件及环节第四周：过程控制系统设计第五周：常见过程控制系统分析第六周：过程控制系统应用实例教学内容根据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。
通过制定详细的教学大纲，明确教材章节和内容，有助于教师按计划进行教学，同时便于学生跟进学习进度。
自动控制原理教案
自动控制原理-教案一、课程简介1.1 课程背景自动控制原理是工程技术和科学研究中的重要基础，广泛应用于工业、农业、医疗、航空航天等领域。
本课程旨在介绍自动控制的基本理论、方法和应用，使学生掌握自动控制系统的基本原理和设计方法，具备分析和解决自动控制问题的能力。
1.2 教学目标（1）理解自动控制的基本概念、原理和分类；（2）掌握线性系统的数学模型建立和求解方法；（3）熟悉系统的稳定性、瞬态和稳态性能分析；（4）学会设计简单的线性控制器；（5）了解自动控制技术的应用和发展趋势。
二、教学内容2.1 自动控制的基本概念（1）自动控制系统的定义和分类；（2）自动控制系统的组成和基本环节；（3）自动控制系统的性能指标。
2.2 线性系统的数学模型（1）连续时间线性系统的数学模型；（2）离散时间线性系统的数学模型；（3）系统的状态空间表示。
2.3 系统的稳定性分析（1）连续时间线性系统的稳定性；（2）离散时间线性系统的稳定性；（3）系统稳定性的判定方法。
2.4 系统的瞬态和稳态性能分析（1）连续时间线性系统的瞬态响应；（2）离散时间线性系统的瞬态响应；（3）系统的稳态性能分析。
2.5 控制器的设计方法（1）PID控制器的设计；（2）状态反馈控制器的设计；（3）观测器的设计。
三、教学方法3.1 讲授法通过课堂讲授，系统地介绍自动控制原理的基本概念、理论和方法。
3.2 案例分析法通过分析实际案例，使学生更好地理解自动控制系统的原理和应用。
3.3 实验法安排实验课程，让学生亲自动手进行实验，培养实际操作能力和问题解决能力。
3.4 讨论法组织学生进行课堂讨论，促进学生思考和交流，提高分析和解决问题的能力。
四、教学评估4.1 平时成绩包括课堂表现、作业完成情况、实验报告等，占总成绩的30%。
4.2 期中考试通过期中考试检验学生对自动控制原理的基本概念、理论和方法的掌握程度，占总成绩的30%。
4.3 期末考试通过期末考试全面评估学生对自动控制原理的掌握程度，占总成绩的40%。
管理学基础13——控制
行动
您所采取的 管理行为 （措施）
管理行动
措施的效果 和 部下的现状
现状检查
年·月·日
年·月·日
年·月·日
对绩效改善目标的控制
主要绩效 范 围 在第二季 度期间减 少 15% 的 部门开支 储备断供 供应 船运延期 卖方价格过高 以及竞争的限 制 需求 重要性 潜在障碍 绩效目标/ 绩效目标 预期结果 对所有零件招 标竞价 找到至少3家新 找到至少 家新 供应商 寻找新卖主 指派检验员到 采购部 王—在4月10日前做好招标计划 在 月 日前做好招标计划 李—在4月15日前核准招标计划 在 月 日前核准招标计划 周—在5月10日前实施招标计划 在 月 日前实施招标计划 陈—在4月20日前找到新卖主 在 月 日前找到新卖主 赵 —在 4月 30日前挑选 、 培训新的检 日前挑选、 在 月 日前挑选 验员 行动计划（人员、任务、时间） 行动计划（人员、任务、时间）
按控制点的位置划分
投入
生产制造 过程
过程 控制
产出
预先 控制
事后 控制
控制活动的位置
控制类型
工作开始 之前 工作进行 之中 工作完成 之后 新的工 作
预先控制 预计问题
过程控制 当问题发 生时对其 进行纠偏
事后控制 问题发生 后加以纠 正
预先控制 预计问题
控制类型
按照控制源划分
正式组织控制 管理人员设计和建立起来的一些机构或规定 来进行控制，规划、预算、审计等。 来进行控制，规划、预算、审计等。 群体控制 基于群体成员们的价值观念和行为准则， 基于群体成员们的价值观念和行为准则， 由非正式组织发展和维持。 由非正式组织发展和维持。 自我控制 个人有意识地去按某一行为规范进行活动。 个人有意识地去按某一行为规范进行活动。 自我控制取决于个人本身的素质。 自我控制取决于个人本身的素质。
自动控制系统课程设计
自动控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握自动控制系统的基本概念、分类及工作原理，理解并能够描述典型自动控制系统的结构组成。
2. 使学生了解自动控制系统中常用的数学模型，并能够运用这些模型分析系统的性能。
3. 让学生掌握自动控制系统的性能指标及其计算方法，能够评价系统的稳定性、快速性和准确性。
技能目标：1. 培养学生运用数学工具进行自动控制系统建模、分析及设计的能力。
2. 使学生具备使用相关软件（如MATLAB等）进行自动控制系统仿真的技能。
3. 培养学生解决实际自动控制工程问题的能力，提高团队协作和沟通表达能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动控制技术的兴趣和热情，激发他们探索未知、勇于创新的精神。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实践，养成良好的学习习惯。
3. 增强学生的环保意识，让他们明白自动控制技术在节能、减排等方面的重要作用，提高社会责任感。
本课程针对高年级学生，结合自动控制系统的学科特点，注重理论联系实际，强调知识、技能和情感态度价值观的全面发展。
通过本课程的学习，使学生能够为从事自动控制领域的研究和实际工程应用打下坚实基础。
二、教学内容1. 自动控制系统概述：介绍自动控制系统的基本概念、分类、应用领域，使学生建立整体认识。
教材章节：第一章 自动控制系统导论2. 自动控制系统的数学模型：讲解线性微分方程、传递函数、状态空间等数学模型，以及它们在自动控制系统中的应用。
教材章节：第二章 自动控制系统的数学模型3. 自动控制系统的性能分析：讲解稳定性、快速性、准确性等性能指标，以及相应的计算方法。
教材章节：第三章 自动控制系统的性能分析4. 自动控制系统的设计方法：介绍PID控制、状态反馈控制、最优控制等设计方法，培养学生实际设计能力。
教材章节：第四章 自动控制系统的设计方法5. 自动控制系统仿真：结合MATLAB等软件，讲解自动控制系统仿真的基本方法。
教材章节：第五章 自动控制系统仿真6. 自动控制系统的应用案例分析：分析典型自动控制系统的实际应用案例，提高学生解决实际问题的能力。
交通管理与控制复习
1.交通带来的主要问题有哪些？交通拥堵问题交通安全问题能源问题环境问题土地问题2.现代交通管理的一个重要的概念是什么？通过采用“交通需求管理”来减少道路上汽车交通量的需求3.本课程讨论的交通管理是指哪两个层面？侧重哪个层面？在法律意义上必须强制执行的管理措施用来改善交通状况的工程管理措施主要侧重于后者4.交通管理与控制有哪几项原则?分离原则，疏导原则，节源原则，限速原则，可持续发展原则5.什么是出行权？什么是先行权？出行权：在平面分离的前提下，车辆和行人按照其在各自道路上的通行权力，在时间分离上按照交通信号灯，标志牌和交警指挥指定其通行时间内拥有的通行权力。
先行权：指车辆和行人在指定平面和时间内共同拥有通行权的前提下，对车辆和行人在通行先后次序上确定优先通行的权利。
6.如何理解可持续发展交通的含义？可持续发展的交通含义为：安全，畅通，有序，低公害，低能耗，管理体制完善，管理技术水平高。
7.试分析我国现行交通管理体制的特点8.什么叫城市交通管理规划？主要包括哪些内容？以保障城市交通安全，提高交通系统运行效率，有效管理交通需求为目的，根据社会经济与交通发展对交通管理的要求等制订的城市交通管理的目标与策略。
主要包括：城市交通系统管理组织，城市交通管理设施等内容。
9.如何编制交通管理规划？通过大量研究资料，在交通经济需求，交通管理现状等方面进行相关的系统性规划编制。
10.TSM(交通系统管理)和TDM（交通需求管理）的主要区别和联系是什么?联系：都属于“按供管需”的管理方法。
不同：TDM侧重于对需求和控制的管理，其要点在于减少出行生成时间和改变出行时间与方式；TSM重点在于充分利用已有的道路交通措施以满足交通需求。
11.如何进行交通需求管理？①通过调整公众出行行为来改变需求模式②土地开发与交通能力进行匹配③建立完善的法律与制度12.交通系统管理的目标管理是什么？需求管理的目的是什么？TSM:解决总体优化问题，从复杂的总体入手。
13第16章 控制的基本理论与方法
2.控制与组织的关系。组织职能的发挥不但为组织计划的贯彻执行提供 了合适的组织结构框架，为控制职能的发挥提供了人员配备和组织 机构，而且组织结构的确定实际上也就规定了组织中信息联系的渠 道，为组织的控制提供 了信息系统。 3.控制与领导的关系。领导职能的发挥影响组织控制系统的建立和控制 工作的质量；反过来，控制职能的发挥又有利于改进领导者的领导 工作，提高领导者的工作效率。
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管理学
16.2 控制的类型
输 入
处理
输 出
前馈控制
同期控制 纠正发生 的问题
反馈控制
预期出现 的问题
纠正发现 的问题
图１6－５控制的类型
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管理学
16.2
四、按照控制的方式不同分类
控制的类型
1.程序控制（计划控制），程序控制中系统的输入，是预先编制好的计 划。受控系统按照计划运行，以保证系统状态不偏离计划轨道。 2.目标控制（跟踪控制），目标控制中系统的输入时系统所要达到的目 标，它是用受控系统运行时的目标状态，相对于输入目标的偏差， 来指导或纠正系统未来的行动。
管理学
第16章 控制的基本理论与方法
1. 控制概述
2.
控制的类型 3. 控制的程序
●控制概述 ●控制的类型 ●控制的程序 ●控制的一般方法
4.控制的一般方法
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第 16 章 控制的基本理论与方法的与要求
本章主要介绍控制的基本 原理、方法。通过本章学 习要求掌握控制的含义、 特点及其重要性；控制的 类型，控制的程序及方法 和过程。
现代控制理论_第13章_线性系统的经典辨识方法
T
0
g
K
(
)d
2T
0
g K T
d
则
Rxy Kg Kg T Kg 2T
(13-10)
由上式可知，适当选择T，使脉冲响应函数在 T 时衰减到零。
那么，g T 0，g 2T 0， ，于是有
y t
则
Rxy
1 T
0
x
t
y
t
dt
(13-9)
上式表明， Rxy 仅需计算一个周期的积分。若把式(13-2)改
写为
Rxy
0
g Rxx
d
T 0
g
Rxx
(
)d
2T T
g Rxx T d
被辨识系统的数学模型，可以分成参数和非参数模型两类。
参数模型 是由传递函数、微分方程或差分方程表示的数学 模型。如果这些模型的阶和系数都是已知的，则数学模型是 确定的。采用理论推导的方法得到的数学模型一定是参数模 型。建立系统模型的工作，就是在一定的模型结构条件下， 确定它的各个参数。因此，系统辨识的任务就是选定一个与 实际系统相接近的数学模型，选定模型的阶，然后根据输入 和输出数据，用最好的估计方法确定模型中的参数。
d
Rxy t2 t1
0
g
Rxx
t2
t1
d
式中
Rxy t2 t1 E x t1 y t2 Rxx t2 t1 E x t1 x t2
第十三章神经网络建模与控制ppt课件
辨识器取串-并联结构，其中的NN取二维高斯RBF网络。 其中散布系数SC=1，中心参数是程序内部自设的。
13.3 基于神经网络的系统辨识示例
例4 基于CMAC的非线性动态系统辨识 仿真系统模型为： y(k) 5y(k -1) u3(k -1) 2.5 y2 (k -1)
系统输入信号为：
u(k) 0.6cos(2k / 60) 0.4cos(2k / 40)
例1 线性离散系统辨识示例
其中function.prbs(n1,n,k1,k2,k3,k4)是产生M序列的函数 n1 –--n1阶M序列→Np=(2p-1) n----M序列的总长度 Ki (i=1,…4)----M序列参数 K3一般取0，K4一般取0， K1 K2选择使Np达到最大值 程序 Bianshi_ADLINE_L.M 采用的是离线辨识方法 Bianshi_ADLINE_Z.M 采用的是在线辨识方法 函数prbs.M是产生M序列的函数
5y(k -1) 2.5 y2 (k -1)
u 3 (k
-1)
系统输入信号为：
u(k) 0.6cos(2k / 60) 0.4cos(2k / 40)
辨识器的输入/输出为：[u(k), y(k)]/ yˆ(k)
PID神经网络的输入/输出为：[u(k 1), y(k 1)]/ yˆ(k)
PID神经网络输出层用线性节点，准则函数取
n1
① y(k 1) ai y(k i) g(u(k)u(k 1) i0
n=2,m=0时的并联结构如图3所示。
u(k m))
g +∑ +
u(k)
N +× +
y(k+1)
Z-1
∑+ a0 + a1 Z-1
管理学基础-第十三章 控制系统和方法
第十三章控制系统和方法学习目标学完本章内容，你应该能够:了解人员控制系统的构成及控制方法掌握几种作业控制系统的主要内容区分不同类型的预算了解零基预算法的程序和方法了解全面绩效控制系统的构成要素明确财务控制在全面绩效控制中的作用关键术语全面质量管理成本中心经济订货批量零基预算法全面绩效平衡记分卡在管理实践中，控制的对象往往落在人员、预算、作业和全面绩效等方面。
根据控制对象的不同，可以将组织控制体系分为人员控制系统、作业控制系统、预算控制系统和全面绩效控制系统等。
人员控制主要集中于对组织内人力资源的管理上，作业系统控制主要围绕质量、成本和采购等问题展开，预算控制是针对预算执行情况的监督检查，全面绩效控制系统则是一个综合性的、完整的控制体系。
不同的控制系统采用的控制方法也是不同的。
本章主要介绍这四种控制系统及其控制方法。
第一节人员控制系统和方法组织控制本质上是由人来执行的，而且主要是对人的行为的控制。
在组织控制中，管理者可以制定纠偏措施，但这种措施要靠员工去实施，只有当员工认识到纠正偏差的必要性并具备纠正偏差的能力时，偏差才会真正被纠正。
通过控制工作，管理者可以帮助员工分析偏差产生的原因，端正员工的工作态度，指导他们采取纠偏的措施。
这样，既能达到控制的目的，又能提高员工的执行能力和自我控制能力。
与物理、机械、生物及其他方面的控制系统不同，管理者不可忽视组织控制系统中人性方面的因素，组织控制系统首先是人员控制系统。
一、人员控制系统人员控制系统主要集中于对组织内人力资源的管理上，控制主体就是各级管理者，控制客体就是组织中的各类员工及其行为，控制方式包括直接监督、人事调整、培训、报酬、绩效考评、文化建设等。
人员控制系统应成为提高员工工作能力的工具，即控制不仅仅是监督或绩效考评，更重要的是对下属工作的指导和帮助。
（一）人员控制系统的构成1.控制主体人员控制系统的控制主体是各级管理者。
目前，有许多组织管理者认为，招聘、培训、报酬、绩效考评等人事工作应主要由人事部门负责，这其实是一个误区。
第13章车辆稳定性控制系统
第十三章车辆稳定性控制系统（VSC）第一节系统的工作过程一、概要1、主动安全的重要性汽车安全性方面最重要的就是避免发生事故，也就是所谓的主动安全。
在事故发生前，驾驶员在主动安全方面起主要作用。
但是，在事故中，汽车的重要性就马上显示出来，如在碰撞中，汽车所起的作用就是以乘员保护（安全气囊、冲击吸能式车身等）为目的的“被动安全”；而事故之前汽车所起的作用被称为“主动安全”。
汽车主动安全所起的作用是避免一次事故的发生以及防止二次事故的出现。
汽车规避事故的功能是汽车重要而又基本的性能（汽车的稳定性），它帮助避免或自动地避免事故的发生。
VSC就是用来帮助避免事故的发生，且部分地可参与自动避免事故的发生。
图13-1是用球-碗关系的概念展示汽车动力性和汽车运动的示意图。
图中的球表示汽车的运动，碗表示动力性能，球走出碗的边缘表示汽车的失控状态。
在正常行驶状态下，碗相对于球的运动而言是足够深的，汽车处于稳定状态。
当球的运动变快（如为规避紧急情况而快速转弯），或当碗变小（如行驶在摩擦系数很小的湿滑和冰雪覆盖的路面时，球都会滚出碗的边缘，造成车辆失控。
已在轿车上广泛应用的ABS和TRC系统，通过在碗边缘的有限范围的防护功能来确保汽车的可控制性。
但是，由于仅靠这些功能，还不能封闭转弯方向的防护功能的缺口，所以，在规避突然出现的障碍物等的情况下，就不能指望由普通驾驶员来获得足够的束缚。
图13-1 VSC的概念（球-碗关系）VSC的作用是帮助普通驾驶员进行达到限制汽车侧滑这一技巧水平的最佳的驾驶操作。
换句话说，VSC的作用是除ABS和TRC之外，在汽车所有方向（前进、后退和侧向）作为一个有限防护功能，以限制汽车的失控。
2、转弯极限时汽车的不稳定性控制汽车转弯性能的轮胎转向力在轮胎滑移角约为10°时达到最大，如图13-2所示。
汽车动力性能的极限取决于这一轮胎磨擦力的极限。
当前胎或后胎的抓地力达到极限时，汽车转向的稳定就受到极大的影响。
《现代控制理论》课程教案
《现代控制理论》课程教案第一章：绪论1.1 课程简介介绍《现代控制理论》的课程背景、意义和目的。
解释控制理论在工程、科学和工业领域中的应用。
1.2 控制系统的基本概念定义控制系统的基本术语，如系统、输入、输出、反馈等。
解释开环系统和闭环系统的区别。
1.3 控制理论的发展历程概述控制理论的发展历程，包括经典控制理论和现代控制理论。
介绍一些重要的控制理论家和他们的贡献。
第二章：数学基础2.1 线性代数基础复习向量、矩阵和行列式的基本运算。
介绍矩阵的特殊类型，如单位矩阵、对角矩阵和反对称矩阵。
2.2 微积分基础复习微积分的基本概念，如极限、导数和积分。
介绍微分方程和微分方程的解法。
2.3 复数基础介绍复数的基本概念，如复数代数表示、几何表示和复数运算。
解释复数的极坐标表示和欧拉公式。
第三章：控制系统的基本性质3.1 系统的稳定性定义系统的稳定性，并介绍判断稳定性的方法。
解释李雅普诺夫理论在判断系统稳定性中的应用。
3.2 系统的可控性定义系统的可控性，并介绍判断可控性的方法。
解释可达集和可观集的概念。
3.3 系统的可观性定义系统的可观性，并介绍判断可观性的方法。
解释观测器和状态估计的概念。
第四章：线性系统的控制设计4.1 状态反馈控制介绍状态反馈控制的基本概念和设计方法。
解释状态观测器和状态估计在控制中的应用。
4.2 输出反馈控制介绍输出反馈控制的基本概念和设计方法。
解释输出反馈控制对系统稳定性和性能的影响。
4.3 比例积分微分控制介绍比例积分微分控制的基本概念和设计方法。
解释PID控制在工业控制系统中的应用。
第五章：非线性控制理论简介5.1 非线性系统的特点解释非线性系统的定义和特点。
介绍非线性系统的常见类型和特点。
5.2 非线性控制理论的方法介绍非线性控制理论的基本方法，如反馈线性化和滑模控制。
解释非线性控制理论在实际应用中的挑战和限制。
5.3 案例研究：倒立摆控制介绍倒立摆控制系统的特点和挑战。
解释如何应用非线性控制理论设计倒立摆控制策略。
第十三章Ovation分散控制系统
第十三章 Ovation分散控制系统美国西屋电气公司1982推出WDPF，1989年推出WDPF-Ⅱ，1997年推出Ovation。
进入21世纪后，西屋电气公司并入艾默生公司，Ovation又经历了几次大的更新，使Ovation始终跟随自动化新技术的发展。
Ovation进入火电厂后，不但带来了开放式的计算机技术，而且又保证了火电机组的安全和经济运行。
Ovation在国内火电机组的应用较多：300/350MW机组主要有平凉l～4号、宝钢1～2号、铁岭1～3号、姚孟1号、胜利油田1～2号、曲靖3～4号、营口1～2号、华能大连1～2号、华能珞璜1号、广安3～4号、浦圻1～2号、榆社1～2号、古交1～2号、嘉峪关1～2号、江油3～4号、河津3～4号等；600MW机组主要有邹县1～2号、托克托1～8号、北仑1～2号、韩城二厂1～2号、汕头3号、太仓3～4号、利港5～8号、宁德1～4号、上都1～2号等。
1000MW机组主要有邹县3～4号、玉环1～4号。
第一节 Ovation结构Ovation的结构包含系统结构和网络结构两个方面，如图13-1所示。
图中：服务器/工程师站为编程中心，用于建立数据库和控制逻辑；历史站作为长期点数据的存储（周、月、年），检索操作站/报警站的历史趋势；操作员站为监视和控制的人-机接口；冗余控制器对1～52对火电厂生产过程进行监视和控制；SWITCH为交换机。
一、系统结构及特点Ovation由数据高速公路和站点两大部分组成。
站点包括两大类，即：①与生产过程接口的Ovation控制器；②人机接口装置，包括操作员站(OPS)、工程师站(ENG)、历史数据站(HSR)、智能设备管理站(AMS)、OPC SIS接口站等。
同时，它还可以和其他的控制系统以及信息系统进行标准化的开放的连接。
Ovation系统的设计具有开放式的思路，它采用了奔腾处理器、模块化I／O和功能强大的工作站，特点如下：①高速、高容量的主干网络采用商业化的硬件、软件、网络和通信接口，以取代过去有专利性的DCS结构；②基于开放式工业标准，Ovation能把第三方的产品很容易地集成在一起，例如，Ovation可以和ABB公司的可编程控制器(PLC)硬件和软件直接地、实时地集成在一起；③分布式全局数据库将功能分散到每个独立站点，而不是集中在一个中央处理器中；④电子装置具有低功耗可减少控制室通风和空调的费用；⑤从Ovation网络一直到I／O插板的电源装置都可以用冗余组态方式提供，以获得最高的系统可靠性；⑥直观的诊断方法使维护人员能很快地确定系统在哪里出现了问题；⑦Ovation 包括一套直观的编程工具，使用户组态控制系统安全、方便；⑧通过对几个系统的组合，用户还可以获得一个联合网络，并能保证过程的安全，从而显著地减少工程设计工作；⑨整个系统采用了模块式部件，所有模块在线更换时不需要工具或特殊部件。
电气传动与可编程控制器PLC
PL F • v
18
2.2 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
反映到电动机轴上的 负载功率是：
PM TL M
如电动机拖动生产机械旋转或运动，传动
机构中的损耗由电动承担，根据功率平衡关
系，有：
TL M
Fv
c
M
2
60
n
TL 9.55 FvcnM
二是系统受到 某种外部干扰 而使运行速度 稍有变化，应 保证在干扰消 除后系统能恢 复到原来的运 行速度。
33
2.4 机电传动系统稳定运行的条件
充分而必要条件是：
1、电动机机械特性 曲线 n f (TM ) 和生产机械的机械 特性曲线 n f (TL ) 有交点（平衡点A B）。
TM TL
34
输出功率
c 输入功率
PL PM
TL L TL M
于是得到折算到电动机轴上的负载转矩：
TL
TL L c M
TL
c j
j M 传动机构速比 L
23
2.2 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
对于直线运动，如下图卷扬机构所示， 生产机械的 负载功率是：
PL F • v
24
2.2 转矩、转动惯量和飞轮转矩的折算
9
2.1机电传动系统的运动方程式（单轴）
T T T TM
TL
J
dw dt
TM
TL
GD 2 375
•
J
w
dn dt
1 mD2 4
2 n
60
M
1 4
G g
D2
L
1 4
GD 2
d
管理理论第13章-控制工作基础
第十三章控制工作基础【本章导读】本章介绍管理控制职能的基本知识，包括控制的作用、控制工作的过程以及控制的基本类型，目的是为控制系统的构建奠定基础。
第一节管理控制及其功能一、管理控制的概念管理控制是衡量和矫正工作活动使之按计划进行，进而确保组织目标得以实现的过程。
具体地说，控制就是用预定标准来检查组织中各项工作的进展情况，看其是否与计划相符，是否与下达的指示和既定原则相符，及时发现差异和存在的问题，采取矫正措施，使工作按原定计划进行；或适当调整计划，使之符合客观实际的管理活动。
控制就像一艘船上的舵使组织朝着正确的方向行进。
它不时地以工作业绩(财务的、生产的与其他的)的形式将组织的实际方位与预期的方位进行比较。
控制为组织提供了一种机制，在工作偏离可接受的范围时调整行进的路线。
控制标准、偏差信息和矫正措施是控制工作的三项基本要素，它们相互关联，相互依存，缺一不可。
控制标准是预定的工作标准和计划标准，它是检查和衡量实际工作的依据。
如果没有控制标准，衡量实际工作便失去了根据，控制工作便无法进行；偏差信息是实际工作情况或结果与控制标准或计划要求之间产生偏离的信息。
了解和掌握偏差信息，是控制工作的重要环节。
如果没有或无法得到这方面的信息，那么控制活动便无法继续开展；矫正措施是根据偏差信息，做出调整决策，并付诸实施。
所以说，根据实际情况和需求，或矫正实际工作，或修正计划或标准，是管理控制的关键环节。
二、管理控制的特点管理工作中的控制，其控制过程及基本原理与物理、生物、经济及其他各方面的控制没有什么区别。
请看看电冰箱是怎样工作的：首先，要利用温控器设置电冰箱室内的温度标准(控制标准)；然后，借助传感器随时测量电冰箱室内的实际温度，以便获取温度偏差(偏差信息)；一旦电冰箱室内的实际温度高于预先设定的温度标准，温控器便向压缩机下达指令，压缩机开始启动，制冷(矫正措施)。
但是，与电冰箱等机械控制系统相比，管理控制又有其自身的特点。
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第十三章控制系统和方法
根据控制对象的不同，可以将组织控制体系分为人员控制系统、预算控制系统、作业控制系统和全面绩效控制系统等。
不同的控制系统采用的控制方法也是不同的。
第一部分内容提要
一、人员控制系统构成和功能
1．人员控制系统构成：控制对象是员工的行为，控制主体是各级管理者，控制信息主要有岗位说明书、操作规程、人员履历、工作汇报、绩效考评信息等，控制方法包括直接监督、职位设计、人事调整、培训、股票期权、报酬、绩效考评、文化建设等。
2．人员控制系统的功能：为岗位或任务配备合适的人员；明确任务及偏差的责任人；调动员工士气，提高员工的执行能力和自我控制能力。
二、人员控制方法
1．人员配备与人事调整：为岗位或为任务配备合适的人员和进行必要的调整。
2．培训：确定培训需求，细化总体培训需求，选择培训方法，提高培训效果。
3．授权：上级把自己的职权授给下属，使下属拥有相当的自主权和行动权。
授权有助于实现下属的自我控制，进而提高控制的有效性。
4．工作汇报：要求下属定期或不定期地递交工作汇报是一种普遍的控制方法。
工作汇报是工作人员向上级汇报工作进展情况的书面材料。
中心问题是对一定时期内的工作经验和教训进行总结、分析和评价，肯定成绩和找出问题。
撰写工作汇报时要满足客观性、典型性、指导性、证明性要求。
三、作业控制系统
对作业系统的控制主要围绕质量、成本和采购等问题展开。
1．质量控制
质量控制包括产品质量控制和工作质量控制。
产品质量控制是企业为生产出合格产品、提供顾客满意的服务和减少无效劳动而进行的控制工作。
工作质量控制是指企业为保证和提高产品质量，对经营管理和生产技术工作进行的水平控制。
2．全面质量管理
全面质量管理是指企业内部的全体成员都参与到企业产品质量和工作质量工作过程中，把企业的经营管理理念、专业操作和开发技术、各种统计与会计手段等结合起来，在企业中普遍建立从研究开发、产品设计、采购、生产加工，到产品销售、售后服务等环节的贯穿企业生产经营全过程的质量管理体系。
主要包括全员参与的质量管理和全过程质量管理两个方面。
3．成本控制
（1）成本中心。
为进行有效的成本控制，许多组织引用了成本中心的概念。
工厂、部门、工作区都可以被当作独立的成本中心，而且其主管人员对其产品或服务的可变成本负责。
（2）成本控制过程。
制定控制标准，确定目标成本，根据各种数据记录、统计资料进行成本核算，进行成本差异分析，及时采取措施，降低成本。
4．采购控制
包括评价和挑选供应商，确定并执行经济订货批量。
四、预算控制的程序
第一步，深入了解企业在过去财政年度的预算执行情况和企业在未来年度的发展需要，以此作为企业制定预算的主要依据。
第二步，围绕企业的发展规划和企业内外部环境条件，制定企业的总预算，主要包括收入总预算、支出总预算、现金流量总预算、资金总预算、主要产品产量和销量总预算等，并粗略编制企业的预算资产负债表。
第三步，将企业总预算中确定的任务层层分解，由各个部门、基层单位以及个人制定本部门、本岗位的预算，并上报高层管理部门。
第四步，企业高层决策者在综合企业各个部门的上报预算后，调整部门预算甚至调整总预算，最终确定预算方案，并下发各部门。
第五步，组织贯彻落实预算确定的各项目标。
在实施过程中予以监控，及时发现问题并采用有针对性的纠偏措施。
五、零基预算
1．零基预算的基本思想：在每个预算年度的开始时，把所有还在继续开展的活动视为从零开始，重新编制预算。
预算人员以一切从零开始的思想为指导，根据各项活动的实际需要安排各项活动以及各个部门的资源分配和收支。
2．零基预算的程序：建立预算目标体系、逐项审查预算、排定各项目、各部门的优先顺序、编制预算
六、全面绩效控制系统构成
1．控制客体：全面绩效是相对于组织战略目标的实现情况而言的，它以部门绩效为基础，与组织资源条件、业务流程和管理体制等因素有重要关系。
2．控制主体：组建以组织战略决策者为核心、部门管理者参与的战略绩效考评小组，由该小组组织实施考评工作。
3．控制标准：首先分析组织战略取得成功的关键因素以及组织文化的要求，选择关键的考评指标，设计控制标准。
不仅要有财务评价指标，还应包含用于对组织流程合理性、管理制度有效性、组织文化健康性等方面进行分析评价的非财务性指标。
七、财务控制
1．损益控制：损益控制常用的财务指标有销售利润率、投资收益率等。
销售利润率说明某种产品获利的能力，而投资收益率则反映企业资产创造利润的效率。
2．流动性控制：主要用于检验企业资产变现并用于偿还各种到期债务的能力，进而揭示企业财务风险的大小。
短期偿债能力的财务指标主要有流动比率、速动比率等，长期偿债能力评价主要反映企业偿还长期借款、长期应付款、长期债券等长期债务的能力状况。
3．运营能力控制：反映企业的资金周转情况，进而使管理者了解企业的经营管理水平。
指标有：存货周转率、应收账款周转率、流动资产周转率、固定资产周转率等。
八、平衡记分卡
平衡记分卡的核心思想就是以组织战略为出发点，通过财务、客户、内部经营、学习与成长等四类指标之间相互驱动的因果关系展现组织战略的实施轨迹，实现绩效评价—绩效改进以及战略实施—战略修正的目标。
第二部分自测练习
一、单项选择
1．人员控制系统的控制对象是（）。
A．各级管理者 B．员工的行为
C．人事部门 D．主管人员
2．基层管理者常用的控制方法是（）。
A．培训B．直接监督或巡查
C．股票期权D．人事调整
3．人事调整的目的是（）
A．企业效率最大化B．企业利润最大化
C．保证工作或任务的完成D．节约成本
4．进行质量控制，首先应该掌握（）。
A．成本收益分析法B．供应链管理方法
C．全面质量管理方法D．预算控制
5．对于营利性组织来说，（）是提高组织经济效益或获取价格优势的基本途径。
A．质量管理 B．降低成本
C．采购控制 D．产品控制
6．确定目标成本的方法中，（）是以组织在长期的实践过程中确定的各项劳动定额、消耗定额为基础制定的目标成本。
A．历史成本法B．计划法
C．定量法D．定额法
7．对供应商的评价中，（）主要涉及的是供应商响应买房需求变化的能力。
A．技术能力 B．服务能力
C．协同能力 D．供应能力
8．（）是指以组织整体为范围，涉及组织所有收入或支出项目的总的预算。
A．部门预算 B．收入预算
C．刚性预算 D．总预算
9．（）控制能够反映企业的资金周转情况，进而使管理者了解企业的经营管理水平。
A．流动性 B．运营能力
C．损益 D．成本
10．（）反应企业资产创造利润的效率。
A．销售利润率 B．产品合格率
C．固定资产折旧率 D．投资收益率
二、多项选择
1．人员控制系统的功能主要体现在以下几个方面（）。
A．明确任务及偏差的责任人B．为岗位或任务配备合适的人员
C．合理安排薪酬D．调动员工士气，提高员工的执行能力和自我控制能力2．一般来说，对作业系统的控制主要围绕（）等问题展开。
A．利润 B．质量
C．成本 D．采购
3．单位产品的总成本一般由两部分构成：（）。
A．单位成本 B．固定成本
C．平均成本D．可变成本
4．根据不同的分类标准，预算可以划分为不同的类别，包括（）。
A．刚性预算和弹性预算B．采购预算和成本预算
C．收入预算和支出预算D．总预算和部门预算
5．零基预算的程序包括（）。
A．建立预算目标体系B．逐项审查预算
C．编制预算 D．排定各项目、各部门的优先顺序
6．从组织层次上来看，绩效可以划分为（）。
A．员工个人绩效 B．部门绩效
C．全面绩效 D．董事会绩效
三、判断正误
1．人员控制系统的控制主体是各级管理者。
招聘、培训、报酬、绩效考评等工作主要由人事部门负责。
（）
2．授权是指上级把自己的职权授给下属，使下属拥有相当的自主权和行动权。
（）
3．培训效果的好坏在很大程度上取决于培训机构的选择。
（）
4．质量不仅仅是指服务质量，还包括产品质量、管理质量、成本控制质量、组织内部不同部门之间相互服务和写作的质量等。
（）
5．全面质量管理强调，在不同环节发现的有关信息要尽可能在组织内部共享，以利于共同提高产品质量。
（）
6．在作业系统的产出一定的情况下，成本费用越高，作业系统的效率越高。
（）
7．采购控制的一项重要工作就是对输入品进行评价和挑选，以确保输入品的质量、数量和建立稳定的购销关系。
（）
8．员工个人绩效与组织资源条件、业务流程和管理体制等因素有重要关系。
（）
9．在平衡记分卡的实施过程当中，会受到文化、环境变化等多种因素的质与俄和影响。
（）
参考答案：
一、单项选择
1．B；2．B；3．C；4．C；5．B；6．D；7．C；8．D；9．B；10．D；
二、多项选择
1．ABD；2．BCD；3．BD；4．ACD；5．ABCD；6．ABC。
三、判断正误
1．×；2．√；3．×；4．×；5．√；6．×；7．×；8．×；9．√。