一、控制系统的发展史 自动控制成为一门科学是从1945发展起来的。 开始多用于工业:压力、温度、流量、位移、湿度、粘度自动控 制 后来进入军事领域:飞机自动驾驶、火炮自动跟踪、导弹、卫星、 宇宙飞船自动控制 目前渗透到更多领域:大系统、交通管理、图书管理等 生物学系统:生物控制论、波斯顿假肢、人造器官 经济系统:模拟经济管理过程、经济控制论 四个阶段:

本世纪40年代,通过运用数学和物理学的原理和方法,分析研究各种工程技术的控制和人体的各种功能调 节,得出了一些有关调节和控制过程的共同规律,产生了一个新的学科,这就是控制论( cybernetics)。运 用控制论原理分析人体的调节活动时,人体的各种功能调节可分为三类控制系统

1.1 生物传感器概述 生物传感器是一个非常活跃的研究和工程技术领域，它与生物信息学、生物芯片、生 物控制论、仿生学、生物计算机等学科一起，处在生命科学和信息科学的交叉区域。它们 的共同特征是：探索和揭示出生命系统中信息的产生、存储、传输、加工、转换和控制等 基本规律,探讨应用于人类经济活动的基本方法。生物传感器技术的研究重点是：

第一章 可编程控制器基本指令 .3 第二章 可编程控制器实验 .5 实验一 喷泉的模拟控制.5 实验二 数码显示的模拟控制.7 实验三 舞台灯光的模拟控制.10 实验四 天塔之光的模拟控制.13 实验五 交通灯的模拟控制.16 实验六 四节传送带的模拟控制 .19 实验七 轧钢机的模拟控制.25 实验八 邮件分拣的模拟控制.27 实验九 装配流水线的模拟控制 .34 实验十 液体混合的模拟控制.38 实验十一 机械手的模拟控制.40 实验十二 四层电梯的模拟控制 .43 实验十三 Y/△换接起动的模拟控制 .56 实验十四 五相步进电机的模拟控制 .58 实验十五 水塔水位的模拟控制 .60 实验十六 直线运动的模拟控制 .62 第三章 异步电动机控制.68 实验一 三相异步电动机的直接起动控制.68 实验二 三相异步电动机接触器点动控制线路.70 实验三 三相异步电动机接触器自锁控制线路.72 实验四 三相异步电动机 Y-Δ 起动自动控制 .74 实验五 基于 PLC 的三相异步电动机点动和自锁控制.76 实验六 基于 PLC 的三相异步电动机延时正反转控制.78 实验八 基于 PLC 的异步电动机 Y/△起动控制.82 第四章 变频调速实验.84 概述 .84 实验一 变频功能参数设置与操作.85 实验二 变频器报警与保护功能 .88 实验三 外部端子基本调速.90 实验四 操作面板（BOP）基本调速.92 实验五 PLC 控制电机正反转 .93 实验六 PLC 控制多段调速.94 实验七 基于 PLC 通信方式的变频器开环调速实训 .96 实验八 PID 变频调速控制实训.98 实验九 PLC 控制变频器外部端子的电机正反转实训.100 实验十 PLC 控制变频器外部端子的电机时间控制实训.101 实验十一 基于触摸屏控制方式的基本指令编程练习 .102 实验十二 基于触摸屏控制方式的 LED 控制.104 实验十三 基于触摸屏控制方式的温度 PID 控制 . 112 实验十四 基于触摸屏控制方式的电机转速控制 . 114 实验十五 基于 PLC 通信方式的变频器开环调速实训. 115

近年来路径跟踪控制的发展十分迅猛，研究者们发表了大量的研究成果。考虑到在相同或相近工况下的路径跟踪控制存在一些共性的技术问题与解决思路，从低速路径跟踪控制和高速路径跟踪控制两个角度对近年来的研究成果进行了回顾。在关于低速路径跟踪控制的研究工作中，研究者们较为重视前轮转角速度约束等系统约束对路径跟踪精确性的影响。目前减少系统约束影响的方法包括在规划参考路径时将系统约束纳入考虑，采用预瞄控制使控制器提前响应，以及采用线性模型预测控制（LMPC）或非线性模型预测控制（NMPC）等模型预测控制方法作为路径跟踪控制方法等。考虑到NMPC既能减少系统约束的影响，又无需人为设置预瞄距离，且对定位误差等扰动因素具有较强的鲁棒性，加之低速路径跟踪控制对实时性的需求较低，因此可以认为NMPC能够满足低速路径跟踪控制的绝大多数需求。高速路径跟踪控制在受系统约束影响之外，还面临着较高车速带来的行驶稳定性不足问题的挑战，因此常采用能够将动力学层面的复杂系统约束纳入考虑且计算成本较低的LMPC作为路径跟踪控制方法。不过仅采用动力学层面的LMPC控制方法无法完全解决高速路径跟踪控制中路径跟踪精确性和车辆行驶稳定性之间存在耦合的问题，目前常见的解决思路是在路径跟踪控制中加入额外的速度调节或权重分配模块。此外，在高速路径跟踪控制中，地面附着系数等环境参数的影响也较大，因此地面附着系数等环境参数的估算也成为了高速路径跟踪控制领域的重要研究方向

8.1 发酵过程控制概述 8.1.1 发酵过程控制的重要性 8.1.2 发酵过程控制的一般步骤 8.1.3发酵过程的参数检测 8.1.3.1 物理参数 8.1.3.2 化学参数 8.1.3.3 生物参数 8.1.3.4 间接参数 8.2 主要状态参数的监测与控制 8.2.1 温度对发酵的影响及其控制 8.2.2 pH对发酵的影响及其控制 8.2.3 溶解氧对发酵的影响及其控制 8.2.3.1 影响发酵过程中溶解氧（DO）变化的因素 8.2.3.2 溶解氧对发酵的影响 8.2.3.3 溶解氧在发酵过程控制中的重要作用 8.2.3.4 发酵过程中溶解氧的控制 8.2.4 CO2和呼吸商对发酵的影响及其控制 8.2.4.1 呼吸商定义 8.2.4.2 CO2对发酵的影响 8.2.4.3 发酵过程中CO2释放率的变化 8.2.5 基质浓度对发酵的影响及补料控制 8.2.5.1 基质浓度对发酵的影响 8.2.5.2 补料控制 8.2.6 泡沫对发酵的影响及其控制 8.2.6.1 泡沫产生的原因 8.2.6.2 影响泡沫产生的因素 8.2.6.3 泡沫对发酵的影响 8.2.6.4 泡沫的控制方法 8.3 发酵过程先进的控制技术 8.3.1 基本的自动控制系统(control loop) 8.3.1.1 前馈控制 8.3.1.2 反馈控制 8.3.1.3 自适应控制 (adaptive control) 8.3.2 发酵自控系统的硬件组成 8.3.3 发酵过程常见控制系统

铰接式车辆的路径跟踪控制是矿山自动化领域中的关键技术，而数学模型和路径跟踪控制方法是铰接式车辆路径跟踪控制中的两项重要研究内容。在数学模型研究中，铰接式车辆的无侧滑经典运动学模型较为适合作为低速路径跟踪控制的参考模型，而有侧滑运动学模型作为参考模型时则可能导致侧滑加剧。此外基于牛顿–欧拉法建立的铰接式车辆四自由度动力学模型原则上满足路径跟踪控制的需求，但是还需要解决当前的四自由度模型无法同时反映瞬态转向特性和稳态转向特性的问题。在路径跟踪控制方法研究中，反馈线性化控制、最优控制、滑模控制等无前馈信息的控制方法无法有效解决铰接式车辆跟踪存在较大幅度曲率突变的参考路径时误差较大的问题，前馈–反馈控制可以用于解决上述问题，但是在参考路径具有不同幅度的曲率突变时需要解决自动调整预瞄距离的问题，而模型预测控制，尤其是非线性模型预测控制，可以更加有效地利用前馈信息，且不需要考虑预瞄距离的设置，从而可以有效提高铰接式车辆跟踪存在较大幅度曲率突变的参考路径时的精确性。此外，对于基于非线性模型预测控制的铰接式车辆路径跟踪控制，还需深化三个方面的研究。首先，该控制方法仍然存在误差最大值随参考速度增大而增加的趋势。其次，目前该控制方法以运动学模型作为预测模型，无法解决铰接式车辆以较高的参考速度运行时侧向速度导致的精确性下降和安全性恶化的问题。最后，还需对这种控制方法进行实时性方面的优化研究

4.1 模糊控制技术 4.1.1 模糊控制的数学基础 4.1.2 模糊控制原理 4.1.3 模糊控制器设计 4.1.4 模糊控制的特点 4.1.5 模糊控制的应用 4.1.6 模糊控制的现状与发展 4.4.1 内部模型 4.2 神经网络控制技术 4.2.1 神经网络基础 4.2.2 神经网络控制 4.4.2 预测模型 4.3 专家控制技术 4.3.1 专家系统 4.3.2 专家控制介绍 4.3.3 专家控制基本思想 4.3.4 专家控制组织结构 4.4.3 预测控制算法 4.4 预测控制技术 4.5 其它先进控制技术

实验一 电动机的正反转控制及顺序控制.3 实验二 S7-200 PLC 的认识实验.8 实验三 简单的逻辑控制.2 0 实验四 PLC 实现电动机的正反转及顺序控制.23 实验五 顺序控制与定时控制.2 6 实验六 计 数 控 制.32 实验七 步 进 控 制.38 实验八 交通灯自动控制.45 实验九 交流电动机的 Y-△启动控制.50 实验十 四层电梯的 PLC 控制（四层内选升降控制）.53 实验十一 P LC 的网络监控.53 实验十二 LED 数码管显示控制.71 实验十三 液体混合装置控制的模拟.78 实验十四 舞台灯的 PLC 控制.84 实验十五 机械手的 PLC 自动控制.92 实验十七 水塔水位控制.94 实验十八 邮件分拣控制.99 实验十九 正次品分拣机.103 实验二十 模拟锅炉温度压力检测控制过程.107 实验二十一 自动送料装车系统.117

教学内容 本章讲述模糊控制与传统控制的相互关系、模糊神经网络控制、模糊控制和遗传算法的相互联系与区别、模糊控制与基于知识系统的交叉和融合。 教学重点 重点内容是讲述模糊控制与传统控制的相互关系，模糊系统与神经网络、遗传算法、基于知识的学习系统的相互联系以及交叉融合。 教学难点 对模糊控制与传统控制、神经网络控制、遗传算法以及基于知识的系统的区别和联系的准确把握和理解，学会用发展和联系的观点看待智能控制学科的发展。 教学要求 要求学生基本了解模糊控制与传统控制、神经网络控制、遗传算法以及基于知识的系统的区别和联系。 通过本章的学习，进一步加深对智能控制特点的理解，学会用发展和联系的观点看待智能控制学科的发展，从而培养学生创常新意识和能力，形成正确的工作方法