设计自己的控制系统
如果你想锻炼你的数学技能，并提醒自己控制系统中必须发生的所有事情，这篇在线文章是设计概念的简明指南。
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编者注:本文用先进的过程控制驱动工厂优化(本期)讨论了公司何时以及如何创建自己的过程模型和控制策略。这不是为胆小的人准备的，因为它涉及一些非常复杂的数学过程，可能会测试你回忆学术培训的能力。如果你想测试一下你的能力，这里有一篇Peter Galan博士的文章，他是光纤和其他宽带通信设备制造商JDS Uniphase的控制工程师。他在过程控制系统、机器人和光通信领域有35年的工作经验。
《快速工程师控制系统设计指南》对工业过程控制系统进行了非常简洁的描述(约25页)，从最基本的数学基础开始，到PID和更复杂的高级控制元素，包括前馈控制、自适应控制、优化、模糊逻辑等等。
引言节选:
没有必要在我们生活的任何领域强调控制系统的重要性。我们把它们看作是完全自然的事情，但是控制系统设计师有时会在他们成功地工作时感到头痛，即使自动控制的基本原理似乎是如此简单。
图1给出了一个通用闭环控制系统的主要组成部分和变量。它由被控系统或设备和控制器组成。控制器的目的是将输出变量y(t)维持在参考输入决定的水平上。这是通过从参考输入r(t)中减去输出变量y(t)来实现的。结果是一个调节误差e(t)，它是控制器的输入信息。控制器计算执行变量u(t)，这是被控系统的输入。
今天的控制系统几乎完全是数字系统。左边的图形是数字控制系统的框图。两个新组件是D/A和A/D转换器。只有两个信号u(t)和y(t)具有连续时间特征。剩下的信号都是离散形式的。因此，整个信号处理包括r[n]和y[n]的比较都可以通过CPU/DSP来完成。
您可能还记得几篇关于控制系统(PID)整定的文章(仅在本杂志中)。调谐只是控制系统设计的一个阶段。我们甚至不打算涉及控制系统的基本特性，如稳定性、鲁棒性等。当然，控制理论是大学里几个学期的学习课题。但是，你至少可以得到控制系统设计的一些基本思想。
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