19-1.单片机典型应用系统组成 19-2单片机应用系统实例 19-3.单片机应用系统的开发过程

基于声学原理所研制的转炉造渣监控系统为转炉冶炼提供了有效手段,在实际应用中取得了良好的冶金效果。通过采集炉内音强信息,该系统能自动设置炉渣喷溅和返干预警线及最佳化渣区域,并显示枪位和副原料加入情况等,以指导工人操作,该系统能提前5~10s预报喷溅和返干,其预报命中率分别为86.7%和94.6%。另外,该系统还有预报熔池含磷量的功能

实验一是线性定常控制系统的稳定分析；实验二是线性定常控制系统的时域响应分析；实验三是典型系统的时域响应和稳定性分析；实验四是根轨迹的绘制与分析；实验五是BODE图的绘制实验；实验六是PID调节器的设计与分析；实验七是简易工程法整定PID参数；实验八是离散系统的分析实验

CAD系统进行工程或者产品设计的过程， 实质上就是应用计算机进行信息处理的过程。 在这个过程中会产生大量用于表达产品信息 的数据、文字和图形。如何有效的使用和管 理各类数据，是CAD技术的重要指标。 对于CAD系统，各类支撑软件是其重要 组成部分

针对电机驱动系统进行了基于有限时间控制器的结构/控制一体化设计.针对电机驱动系统跟踪控制问题，采用有限时间收敛方法设计了跟踪控制器.考虑系统状态信息不可测的情况，设计了有限时间滤波控制器，在估计系统速度信息的同时实现了有限时间跟踪控制.为进一步提升系统控制性能，考虑结构与控制之间存在的耦合问题，对电机驱动系统进行结构/控制一体化设计.首先针对电机驱动系统设计了同时考虑结构优化和控制器优化的一体化性能指标.所设计一体化性能指标能够在满足控制性能要求的同时，得到所能驱动的最大负载.同时优化系统的结构参数与控制器参数能够使控制系统达到全局最优，从而取得良好的控制效果.随后，采用嵌套优化策略对电机驱动系统的一体化设计问题进行简化，采用自适应步长的布谷鸟搜索算法对控制器参数优化问题进行求解，得到了一体化最优解.通过数值仿真验证了所提方法的有效性

控制系统的时域分析法 • 稳定性 • 稳态性能 • 动态性能 本章小结： 闭环系统稳定性 • 工程系统能正常工作的前提必须是稳定的 • 劳斯稳定性判据 系统稳态特性 • 系统的控制精度问题 • 稳态误差系数：位置误差系数、速度误差系数、加速度误差系数 • 稳态误差系数由系统的结构和参数决定 • 结构：开环系统中所含有积分器的数量 • 参数：系统的开环增益 系统动态特性 • 动态性能指标：超调量，调整时间，上升时间和延迟时间 • 逼近性：超调量和调整时间 • 快速性：上升时间和延迟时间 • 二阶系统的动态响应：阻尼比和无阻尼振荡角频率 • 高阶系统的动态特性可以用主导极点近似

针对矢量控制系统存在的参数鲁棒性差这一难点问题,基于自抗扰控制原理,提出了将转子时间常数的变化看作磁链子系统的一种内扰,转子磁链幅值的变化对转速子系统的影响作为转速子系统的内扰,负载对转速子系统的影响作为转速子系统的外扰,并分别通过扩张状态观测器的扩张状态予以估计和补偿的感应电机变频调速系统新型控制方案.该方案有效地解决了参数时变对矢量控制系统解耦性能的影响以及一般矢量控制系统存在的快速性与平稳性矛盾,仿真结果证明了方案的正确性与有效性

研究了一类具有状态时滞的时变离散时间系统的最优预见控制问题.所用的方法仍然是通过引入差分算子构造扩大误差系统.首先克服了差分算子不是线性算子的困难,成功构造了扩大误差系统.然后通过提升技术,把系统转化为形式上没有时滞的普通控制系统.最后通过引入可预见的目标值信号信息,得到最终的扩大误差系统.从这个扩大误差系统出发,利用时变系统最优控制的有关结果,设计处理原系统的带有预见作用的控制器.利用矩阵分解,把需要求解的高阶Riccati方程转化成一个低阶的Riccati方程.仿真实例表明了该设计方法的有效性

柔性电子系统主要由有机基板和附着其上的金属导体构成,系统组件的几何参数对柔性电子系统延展性能影响很大,良好的尺寸设计可以优化系统的力学性能.本文研究了柔性基板的尺寸参数(长度,宽度,厚度)对柔性电子系统延展性的影响.用ABAQUS软件对附着在不同几何参数的共聚酯材料上的两种结构铜导体进行单轴拉伸模拟实验,以此来确定基板的尺寸参数对整个系统延展性的影响.通过对模拟结果进行分析发现,柔性基板长度的改变对系统拉伸变形影响很小,而柔性基板宽度或厚度的增加可以减小整个系统的变形,但是会加大金属导体的应变,因此需要根据实际情况对尺寸参数进行合理设计.这项工作可以为柔性电子系统中基板的几何设计提供帮助

为了提高永磁同步电机的转速控制性能,克服扰动对伺服控制的影响,提出了一种基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法.设计了一种新型趋近律,以解决传统趋近律滑模面趋近时间和系统抖振之间的矛盾,提高系统响应快速性.综合考虑系统存在内部参数摄动和外部负载扰动,设计了滑模扰动观测器,并将观测值前馈补偿到速度控制器输出端;将观测器切换增益设计为扰动观测误差的函数,以削弱滑模观测值抖振.仿真结果显示,与传统趋近律相比,采用新型趋近律可有效提高系统的响应速度,快速准确的跟踪速度阶跃信号;滑模观测器可准确的观测系统扰动的变化;当系统加入负载扰动时,PI控制最大转速波动值为75 r·min-1,而基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制最大转速波动值较小为30 r·min-1,鲁棒性更好.实验结果显示,采用基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法可以快速跟踪400 r·min-1的速度指令,调节时间为0.12 s,稳态跟踪误差为±4 r·min-1,且转速无超调;滑模观测器可准确无超调的估计系统扰动值,进一步提高系统的抗扰动性能;当电机以400 r·min-1稳速运行时,加入0.6 N·m的负载扰动,基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法最大转速波动为23 r·min-1,与PI控制相比,转速波动减小了8%.上述仿真和实验结果具有较好的一致性,表明基于新型趋近律和扰动观测器的滑模控制方法可以有效抑制滑模控制系统的抖振,提高转速控制系统的鲁棒性和动态响应性能