热轧带钢宽度的专家控制系统设计
摘要
在钢铁生产工业中，轧钢生产是制成钢材的主要生产环节，也是钢铁生产全部工艺过程的质量水平的标志，因此，提高轧钢生产技术状况，关系到钢材的产量、质量、品种和效益，也直接影响到国民经济各行各业的发展。而热轧带钢宽度精度是热轧产品质量的重要指标之一，良好的宽度精度不仅可以提高产品的成材率，而且将给热轧用户及后部工序创造更好的生产条件，因此宽度控制是钢铁企业在设备能力一定的情况下，提高成品的质量的重要保证。
专家系统理论与技术的迅速发展及其在控制工程中的应用，为智能控制开辟了一个新的研究方向。专家控制的出现，改变了传统的控制系统设计中单纯依靠数学模型的局面，使知识模型与数学模型相结合，知识信息处理技术与传统的信号处理技术相结合，它是人工智能与控制理论、方法和技术相结合的典型产物。它已广泛应用于故障诊断、工业设计和过程控制，为解决工业控制难题提供一种新的方法，是实现工业过程控制的重要技术。
本文以某钢铁企业1549mm热连轧厂为实际研究对象，针对在带钢侧压和水平轧制变形的特点和工艺参数，采用专家PID 控制器对热轧带钢的粗轧机部分进行宽度控制，分析总结引起宽度变形的主要因素，根据热轧带钢的宽度控制机理,设计出带钢热连轧生产过程中宽度专家控制系统，使带钢的宽度精度达到90%，使成品卷沿全长宽度公差达到允许范围之内。
关键字：热轧带钢；宽度控制；专家PID控制器
Design of the expert control system of the hot rolling strip width
Abstract
In the production of steel, rolled steel is the main production link and can show the quality of the whole processes. Therefore, to improve the production technique of rolled steel relates to the quantity, quality, species and efficiency of the steel and has a direct bearing on the development of national economy.The width and accuracy of the hot rolling strip is one of the most important index of quality of hot rolling products. Fine width and accuracy can not only increase the finished product ratio, but also provide better production conditions for users and post processes. Therefore, given certain equipment capability of a steel enterprise, width control is the key to improving the quality of products.
Expert System for the rapid development of theory and technology and its application in control engineering for intelligent control opened a new research direction. The emergence of expert control, changing the traditional control system design, the situation of relying solely on mathematical models, mathematical model of the knowledge model and the combination of knowledge and information processing technology and traditional signal processing technology, it is the artificial intelligence and control theory, methods and techniques typical product of the combination. It has been widely used in fault diagnosis, industrial design and process control, industrial control problems to solve to provide a new approach is to achieve an important industrial process control technology.
Taking a 1549mm hot rolling plant of a steel enterprise as the actual research object, this text studies the features and parameters of strip side pressure as well as horizontal rolling, analyzes the main factors which cause the change in width, and designs the width expert control system in hot rolling production based on the hot strip width control mechanism so as to make the width and accuracy reach 90% and to maintain the full width tolerance of the finished products within permitted range.
Keywords ：Hot rolling strip；width control；expert installation PID control
第一章绪论
1.1本论文研究的背景与意义
1.1.1论文背景
21世纪是科学技术飞速发展和经济全球化的时代，近30年来，工业发达国家在提高质量降低成本的基础上，产钢水平基本保持不变，而世界钢产量的提高，主要是我国等发展中国家的增产造成。在钢铁工业各种产品中，板带材是最主要的材料。在一些工业先进国家中，钢板产量占总产量的50％—60％，而且90％的钢、有色金属等各种带材是经过CLN方法生产的，因而对于板带材的轧制技术和理论是至关重要的[1]。带钢热连轧除了要保证成品带钢的厚度精度、终轧及卷取温度、凸度及平直度外，还需保证带钢的宽度精度。热连轧带钢的成品宽度精度已成为一项十分重要的技术指标热轧板带宽度的精确控制不仅可以降低带钢的切边损耗，提高板带的成材率，而且为进一步剪切加工、准确控制切边量创造条件。因此，宽度控制技术的开发与应用对节能降耗、提高经济效益尤为重要传统宽度控制设备和技术主要集中在粗轧机组，粗轧机组出口目标宽度由成品目标宽度减去根据经验得到的精轧宽度变化量预测值。精轧宽度变化量随轧制条件的不同而不同，很难准确预测，这就造成粗轧目标宽度不准确另外，精轧机组内存在各种影响带钢宽度变化的因素，而且离开粗轧机组后没有宽度控制手段，中间坯通过精轧机组后，其宽度偏差和沿长度方向宽度波动将被放大[2]。为了满足高精度宽度控制的要求，必须在精轧机组对宽度进行控制。由于国内钢铁厂仅在精轧机组出口设置测宽仪，且精轧末机架中心线到测宽仪的距离较远，为大时滞过程，较难控制；而且轧制速度为一不确定量，导致时滞具有不确定性。另外，张力与宽度的动态特性本质上是非线性的，由于钢材规格、设备及运行环境变化等因素，使对象还存在不确定性(参数、模型)；而且干扰因素较多，各种工艺参数和设备参数的变动以及轧件沿长度方向上尺寸、温度不同，都会引起带钢宽度的变化，难以获得精确的数学模型。可见，传统宽度控制技术已经不能满足要求。
1.1.2研究意义
带钢热连轧宽度控制的分析与研究，是一项具有很强实际意义和工程实用价值的工作。它可以作为指导现场对于宽度控制设备与工艺的应用与分析，达到宽度自动控制的目的。随着连铸坯的普遍使用，浇注太多不同宽度板坯将过多地降低连铸机的效率和生产率，提高库存费用。浇注较少的几种宽度并根据订货做大幅度压缩宽度可以解决这些问题，但要求扩大热轧立辊轧机的宽度变化量，而立辊轧机的大幅度减宽将会引起尾部严重变窄，这将导致过度纵裂或切头损失同时，由于加热炉再加热不均匀，当为提高产
量将纵裂间距减小时，轧件宽度变化就变得非常明显。因此，如何控制办宽变化量、减小切损、解决连铸坯与粗轧之间的工艺过渡问题，是热带钢厂改造必须解决的重要课题。板坯宽度不均，温度不均都将带来带钢宽度误差。精确地控制带钢宽度可以减少切边量，提高带材收得率。带钢的宽度在精轧区是难以调整的，宽度调整主要靠初轧区的立辊轧机来完成。粗轧区的宽度自动控制对于节约材料和能源以及提高对来料板坯的适应性具有重要的意义。对于一般轧机来说[3]，宽度偏差每减小1 mm，成材率就可以提高0.1%，因此，宽度控制技术可显著提高经济效益。采用宽度控制技术后，就会减小轧机和连铸机的生产计划的限制，增加加热炉料热装量，提高连铸机的生产率，减少板坯库存量，降低纵裂损失和减少卷取机修理和订货的再请求(重新排产)的次数。所以在热带钢生产过程中，为了扩大产品规格，提高产品质量，粗轧宽度控制技术正在得到越来越多国家、企业的重视。
因此，本论文的目的及意义在于：带钢热连轧宽度控制是热带钢生产的必要手段，宽度控制的应用能够提高产品的产量和质量；宽度控制是钢铁企业在设备能力一定的情况下，提高成品的收得率，减少切头切尾损失的重要保证；本论文的研究可以为现场提供一些解决实际问题的方法；并用于减少带钢在轧制过程中所产生的宽度偏差，实现良好的板形。
1.2研究现状
1.2.1带钢宽度国内外研究现状
轧材的宽度变化基本有两种情况：一是轧边过程中形成的板材端部宽度短缺；二是板坯加热不均或加热炉滑道黑印造成的宽度偏差。因此，世界范围安装的宽度控制系统配置各不相同，但大多使用类似的方法用两种独立的控制策略控制轧件头尾和中部，即头尾部的短行程控制和轧件定常部的宽度自动控制系统(包括前馈控制、轧制力反馈控制、宽度动态设定等)，这两种策略各有其应用范围，也是目前研究的重点。日本、德国等国家相继开发了一系列宽度自动控制系统，例如日本三菱重工开发了前馈宽度自动控制系统；日本新日铁、德国西门子公司也都相继开发了自动宽度控制系统；德国赫斯钢铁公司开发了应用于三机架精轧机的自动宽度控制系统等。宽度自动控制系统在热连轧机机组中得到了广泛的应用并取得了明显的效果。多法斯科 2 号热带钢轧机在1990 年采用宽度自动控制系统获得了极大的成功，使精轧机出口处的平均头部变窄，由于精轧机宽度反馈，这一减小使直接产量损失减少了0.2%，从而确保了设定目标。日本鹿岛制铁所粗轧机组应用宽度控制技术后，宽度得到了明显的提高。近年来，我国各大型钢铁公司连铸坯比例逐年增加，宝钢2050 和1580热轧生产粗轧机组均采用了短行程控制、反馈自动控制、前馈自动控制等宽度控制技术，1580 热轧生产线还采用来当今
世纪最先进的板坯定宽侧压机(简称S/P)及精轧机前小立辊FLE、粗轧R1/E1、R2/E2 等控制设备和相应的检测设备。
在国家“运用现代科学技术，特别是电子信息和自动化技术改造传统产业”的方针指导下,我国钢铁工业自动化取得了长足进步。引进了大批的DCS(集散控制系统) 技术、PLC(可编程控制器) 技术、FLC(模糊逻辑控制) 技术、低成本控制技术、智能控制技术、工业网络技术、工业总线技术、PDM(产品数据管理) 技术、FA (工厂自动化) 、ES(专家系统) 技术、CIMS(计算机集成制造系统) 技术、CAD(计算机辅助设计) 技术、CAM(计算机辅助生产) 技术等新技术和技术产品,逐步缩小了与国外先进技术的差距。在消化吸收先进技术，创新应用于国内钢铁工业的过程中，积累了技术和经验,培养和锻炼了大量的专家和优秀人才,提高了国产化水平。一些工厂与工序已达到世界先进水平。宝钢一、二期工程、天津钢管公司、马钢的高速线材工程、成都无缝钢管厂圆坯连铸连轧机组、珠江钢厂的薄板坯连铸连轧和鞍钢1780m热连轧带钢等一批引进的装备和技术提高了我国钢铁工业自动化水平。我国科技工作者在消化、移植国外先进技术的基础上,自主开发、设计、建设了武钢1700 热轧计算机控制系统、鞍钢1700 热连轧带钢生产自动化控制等一批具有国际水平的钢铁工业自动化工程。
自行研制的装备和控制系统以及数学模型已经实用化在检测仪表方面有:高炉单支管煤粉两相流量计、铁水温度和硅含量连续检测仪、炉内料面温度热成像仪、微波料面形状计、炼钢连铸的测渣仪、转炉的声学化渣测量仪、结晶器开口度及倒锥度测量仪、连铸辊间距测量仪、板带轧机的激光测量仪和板型仪等;在控制系统方面有:焦炉加热自控系统、高炉信息调度系统、炼钢直流电弧炉控制系统、铁合金炉电极压放和上料系统、全连铸生产调度系统、板坯方坯连铸自控系统、电炉—全连铸—热送—热轧生产线过程自控系统、水平连铸自控系统、中板和冷热板带轧机的液压AGC 系统等;在数学模型方面有:高炉炉况预报GO —STOP模型、软熔带推断模型、炉热推断模型、炉料下降仿真模型、焦炉加热模型、均热炉烧钢模型、冷轧设定模型等等。
济钢1700mm中薄板坯连铸连轧生产线采用了鞍钢1700mm中薄板连铸连轧（ASP）生产工艺和技术，年产300万t。一期工程于2005年底建成投产，二期工程将新上第3台连铸机，3步进梁式加热炉，钢卷平整和分卷机等设备。二期工程完成后年产量将达到350万t左右。生产线主要装备由120 t转炉，LF精炼炉，2套薄板坯连铸机，2座步进式加热炉，1台带前立辊的四辊可逆式粗轧机，保温罩、切头飞剪，六机架精轧机组，层流冷却装置，2台卷取机及1套钢卷运输系统等设备组成。采用直接热装、液压AGC、液压活套、弯辊、串辊装置，使带钢获得良好的板型和厚度控制精度；卷取机采用液压控制技术以及高响应速度的助卷辊自动跳步控制（AJC）技术，实现带钢精确对中、微张力卷取，减少塔形，同时可消除带钢头部与助卷辊对带钢的压痕；轧制过程
采用二级计算机控制，实现了带钢厚度、宽度、板形、终轧温度和卷曲温度的自动控制。
攀钢1450mm热连轧机组粗轧区由两台粗轧机组成，每台粗轧机由立辊轧机和水平辊轧机组成，粗轧主要通过立辊的侧压来控制中间坯的宽度，从而达到控制精轧出口带钢的宽度;粗轧机在奇道次轧制时，中间坯宽展由立辊挤压后进行轧制产生的宽展与水平辊轧制时产生的宽展组成偶道次轧制时，立辊打开，只有水平辊轧制时产生的宽展。中间坯的宽展决定了中间坯各道次的出口宽度，而宽展又受到原始坯料宽度、厚度、轧辊直径、压下量、侧压量、温度等多方面因素的影响，致使中间坯宽度在全长方向上变化不均，尤其是头尾的变化较大。为了得到理想的中间坯宽度形状，攀钢1450mm热连轧机安装了长行程伺服阀液压缸控制立辊开口度的自动宽度控制(AWC)系统，主要功能包括中间坯头尾短行程控制、形状补偿控制和温度补偿控制功能。利用跟踪系统激活自动宽度控制模型系统和各道次的自学习功能，通过通信系统获得精轧的规程设定，用来确定粗轧的出口宽度，并利用精轧出口的实测宽度反馈快照数据进行自学习计算，控制精轧出口的带钢宽度。
1.2.2专家控制系统的研究现状
在早期的专家控制系统的研究中，系统整体设计和实现往往是以专家系统的框架为背景，采用专家系统的计算机语言和专家系统设计形式，甚至直接应用专家系统整机，这大大限制了专家控制的应用与发展。随着研究的深入，专家控制系统已经打破了实时控制专家系统的模式而专注于启发式控制知识的开发。在这种系统中，采用常规的控制器设计形式，用常规软件编程语言和编程方法，构造知识库和推理算法。这种设计是目前专家控制研究的主流。
“专家控制"的概念是瑞典学者Astrom 1986年在他的论文“Expert Control"首次提出的[4]。与其它新颖的技术、方法一样，专家控制的理想目标既难于全面实现，也不可能一步到位。在研究和应用的实际进展中往往都是各有侧重。结合国外一些学者的工作，专家控制的研究状况大致可按三方面进行分类
(1)按问题领域的背景
①用于过程控制的实时专家系统，即一般专家系统技术在过程控制环境下的实时运用。如Wright(1986)，完成了实时专家系统在微机环境下的设计与实现，并提出一种“渐近推理”技术，即设置集中复杂程度不等的层次推理过程，为了实时决策，从顶层往下推理，如果时间允许，则继续更为精确的推理，否则，接受上层的决策。②用于自适应控制器或非自适应控制器的监督式专家控制。例如Carmon(1986)，根据控制系统工程师和操作人员的经验，总结PID控制器的参数调整知识，以调整规则的形式存于知识库，同时构造模式分类器，识别系统运行期间对象的特征行为，推理机利用调整规则和模式类比调整PID参数，整个调整过程在线、实时的进行。
(2)按控制作用的理论根据
①基于模糊规则的控制方法[5]。例如美国学者R·Tong(1984)，试图模拟操作人员对受控过程的手动控制策略，把不同工况下选择不同控制信号的经验表示为定性的语言变量规则，即模糊规则，完全取代了一般的控制算法。②基于一般控制理论知识和经验知识的结合，扩展传统控制算法的范围。例如瑞典学者Astrom(1984)，把有关自调整和自适应的启发式知识编入知识基系统，克服现有自适应控制器的不足，这类研究典型地体现了专家控制原理的本质。
(3)按控制系统的实现技术
①专注于启发式控制知识的开发。例如产生式规则，其实现方式基本上仍采用常规的软件编程技术。例如固定次序的“Case by Case"方式。Araus&Myron(1984)等人的工作具有这类特点。②专家系统的技术不但用于知识的表示，而且还用于实现，即控制系统的整体结构基本上与一个专家系统相同，或者是若干专家系统模块的组合，Astrom(1984)、Porter(1987)及Arzen(1989)等人的工作已达到了这种水平[6]。
1.3主要影响粗轧带钢宽度精度的因素
现在影响粗轧带钢宽度精度的因素主要有[5]: 带材的厚度变化、宽度变化、温度变化、机架刚度等。具体表现在：轧件温度、化学成分、来料宽度的波动。
板坯在加热炉加热时由于水梁影响会在板坯上产生水印(相对温度较低的点)，坯料化学成分变化、长度方向上的宽度变化等将产生轧制力波动，从而导致立辊有载辊缝的改变，对宽度精度造成扰动。
1）模型命中精度
当采用GM AWC时，如果预测轧制力和实际轧制力偏差较大时，将直接影响到中间坯宽度精度。
2）液压辊缝调节系统响应特性的影响
立辊保持恒辊缝轧制时，在头尾将形成两个非稳定段，该段必须在CS剪切掉，这对金属收得率和精轧的穿带造成直接影响
3）精轧活套的张力控制，活套的起套控制和张力控制将对带钢产生拉窄效应。
4）卷取机速度控制到张力控制的平滑切换，如果切换存在冲击，将会对成品带钢行程局部拉窄。
1.4本论文的主要研究内容
本设计针对侧压和水平轧制变形的特点和工艺参数，分析总结引起宽度变形的主要因素，根据热轧带钢的宽度控制机理,设计出带钢热连轧生产过程中宽度专家控制系统，使带钢的宽度精度达到90%，使成品卷沿全长宽度公差达到允许范围之内。
主要方面分为以下内容：
1）了解轧钢设备的基本知识，熟悉热轧带钢生产工艺及控制流程；
2）全面深入分析影响板带宽度的各种因素，掌握板带宽度的控制机理；
3）通过大量查阅相关文献资料，了解目前热轧带钢宽度控制的最新方法，并进行初步的评价；
4）学习掌握专家控制系统的基本组成和工作原理，以及设计专家控制系统的关键技术；
5）针对目前带钢热轧生产过程中相关宽度控制存在的问题，通过借鉴国内外最新的控制方法，设计出合理有效的专家宽度控制策略。
1.5本章小节
本章主要介绍了带钢宽度国内外研究现状，同时分析了影响带钢宽度精度的主要因素，并提出了本论文的主要研究内容。
第二章 专家控制理论的研究
2.1 专家控制的基本思想
专家系统理论与技术的迅速发展及其在控制工程中的应用，为智能控制开辟了一个新的研究方向，即专家控制(expert control )简称EC ，又称专家智能控制[7]。所谓专家控制，指将专家系统的理论和技术同控制理论、方法与技术相结合，在未知环境下，仿效专家的智能，实现对系统的控制。专家控制的出现，改变了传统的控制系统设计中单纯依靠数学模型的局面，使知识模型与数学模型相结合，知识信息处理技术与传统的信号处理技术相结合，它是人工智能与控制理论、方法和技术相结合的典型产物。专家控制系统已广泛应用于故障诊断、工业设计和过程控制，为解决工业控制难题提供一种新的方法，是实现工业过程控制的重要技术。
基于专家控制的原理所设计的系统或控制器，分别称为专家控制系统或专家控制器。
图 2-1 专家系统简化结构图
专家控制=自动控制理论和方法+人工智能专家系统技术
实际控制系统中存在的启发式逻辑本质上是实现控制目标的各种规律性经验知识。这些经验知识难以用一般的数值形式表达，而适宜于用符号形式加以描述；再者，这些 知识既不能简单地罗列，又难以用解析的方法综合，因而必须给予恰当的组织，并能自动地进行推理。人工智能中的专家系统技术恰恰为这类经验知识的表示和处理提供了有效的方法。人工智能领域中发展起来的专家系统是一种基于知识的、智能的计算机程序系统。
专家系统有两个要素：
知识库——存储某个专门领域中经过事先总结的按某种格式表示的专家水平的知识条目；
推理机制——按照类似专家水平的问题搜索求解方法，调用知识库中的条目进行推理、判断和决策。
专家系统的知识库与推理机在组织结构上分离建造，而在运行过程中又相互作用，这使得系统具有极大的灵活性；知识的增删、修正和更新独立于推理机制，推理的结论和根据可以通过接口与系统外部交互，因而专家系统还具有很好的透明性。
专家知识
知识库 推理机
输入或提问 答案
总之，专家系统将专门领域中的问题求解思路、经验、方式组织成一个实际运行的形式系统，表现出一种拟人的智能性，它与传统的自动控制理论和方法结合，形成了专家系统控制的基本思想。将专家系统技术引入控制领域，首先必须把控制系统看作是一个基于知识的系统，而作为系统核心部件的控制器则要体现知识推理的机制和机构[8]。
2.2 专家控制器的基本要求
一般的来说，专家控制系统没有统一的和固定的要求，基本上所有的专家控制系统的要求都是由具体的控制对象所决定的，但是，就其专家控制本身来说，还有一些综合性的要求：
(1)要有很强的决策能力
专家控制系统在需要的时候要具有处理不完全性、不精确性、和不确定性问题的能力，因而，要求专家控制系统具有不同水平的决策能力，以便在遇到不同的情况下能够处理不同的问题，而且基于知识的控制系统的关键能力之一就是决策。
(2)要运行可靠
对于一些独特的装置或者系统，如果利用专家控制系统来代替普通的控制系统，那么整个控制系统的将变得非常的复杂，这种复杂性主要体现在硬件的结构上，它的运行结果常常会降低系统的可靠性。所以，要求专家控制系统要具有较高的运行可靠性，同时，专家控制系统还需要具备便捷的监控能力。
(3)要有较好的应用通用性
如果专家控制系统的应用通用性比较差，那么很明显每一种被控对象都需要专门的专家控制器，这将增加控制的成本。因而在确保专家控制器控制效果的同时还要保证它具有比较好的应用通用性。应用通用性包括易于开发、实例多样、多种推理机制并存、便于混合知识表示，以及开放式的可扩充结构等。
(4)控制与处理的灵活性
此要求包括控制策略的灵活性、数据管理的灵活性、经验表示的灵活性、模式匹配的灵活性、解释说明的灵活性以及过程连接的灵活性。
(5)具有拟人能力
既然设计的是专家控制系统，那么该系统就应该达到该领域专家的水平。
2.3 专家控制系统设计原则
1）模型描述的多样性
模型描述的多样性原则就是指在设计过程中，被控对象和控制器的模型应采用多样化的描述形式，不应该拘泥于解析模型。现有的控制理论对控制系统的设计基本上都依赖被控对象的数学模型。在专家控制系统的设计中，由于采用了专家系统的思想，能够
处理各种定性的与定量、精确的与模糊的信息，因此允许对模型采用多种形式的描述。这些描述形式主要有：
解析模型，主要表达方式有：微分方程、差分方程、传递函数、状态空间表达式和脉冲传递函数等。
离散事件模型，用于离散系统，并在复杂系统的设计和分析方面找到更多的应用。
模糊模型，在不知道对象的准确模型而只掌握了受控过程的一些定性知识时，用模糊数学的方法建立系统的输入和输出模糊集以及它们之间的模糊关系则比较方便。
规则模型，产生式规则的基本形式为IF (条件) THEN（操作或者结论）这种基于规则的符号化模型特别适用于描述过程的因果关系和非解析的映射关系等。它具有较强的灵活性，可方便地对规则加以补充或修改。
基于模型的模型，对于基于模型的专家系统，其知识库含有不同的模型，其中包含物理模型和心理模型，而且通常是定性模型。这种方法能够通离线预计算来减少在线计算，产生简化模型使之与所执行的任务逐一匹配[9]。
总之，在专家控制器的设计过程中，应根据不同情况选择一种或几种恰当的描述方式，以求更好的反应过程特性，增强系统的信息处理能力。
2）在线处理的灵巧性
专家控制系统的重要特征之一就是能够以有用的方式来划分和构造信息。在设计专家控制器时应注意对过程在线信息的处理和利用。在信息存储方面，应对那些对做出控制决策有意义的特征信息进行记忆，对于过时的信息则加以遗忘；在信息处理方面，应把数值计算和符号运算结合起来；在信息利用方面，应对各种反映过程特征的特征信息加以抽取和利用，不能仅限于误差和误差的一阶导数。灵活的处理与利用在线信息将提高系统的信息处理能力和决策能力。
3）控制策略的灵活性
控制策略的灵活性是设计专家控制器所应遵循的一条重要原则。工业对象的时变性与不确定性以及现场干扰的随机性，要求控制器采用不同形式的开环与闭环控制策略，并能通过在线获取的信息灵活地修改控制策略或者控制参数，以保证获得优良的控制品质。此外专家控制器中还应设计异常情况处理的适应性策略，以增强系统的应变能力。
4）决策机构的递阶性
专家控制系统是一种人工智能智能的控制器，和人的神经系统有相似之处。众所周知，人的神经系统是由大脑、小脑、脑干和脊髓组成的一个分层递阶决策系统。以仿智能为核心的智能控制，其控制器的设计必然要体现分层递阶的原则，即根据智能水平的不同层次构成分级递阶的决策机构。
5）推理与决策的实时性
在现代的工业生产中，基本上所有的控制系统都要有这一特点，当然专家系统也不例外。就其专家控制系统而言，要想具有上述特点，它的知识库的规模就不应该过大，推理机构要尽可能的简单，以满足实时性的要求。
2.4 专家控制器的结构组成
专家控制系统因应用场合和控制要求的不同，其结构也可能不一样。然而，几乎所有的专家控制系统（控制器）都包含知识库、推理机、控制规则集和控制算法等。图2.2给出了一种工业专家控制器的框图[10]。
图2-2 工业专家控制器结构框图
专家控制器(EC)的基础是知识库(KB)，KB存放工业过程控制的领域知识，由经验数据库(DB)和学习与适应装置(LA)组成。经验数据库主要存储经验和事实。学习与适应装置的功能就是根据在线获取的信息，补充或修改知识库内容，改进系统性能，以便提高问题求解能力。
控制规则集(CRS)是对被控过程的各种控制模式和经验的归纳和总结。由于规则条数不多，搜索空间很小，推理机构(IE)就十分简单，采用向前推理方法逐次判别各种规则的条件，满足则执行，否则继续搜索。
特征识别与信息处理(FR＆IP)部分的作用是实现对信息的提取与加工，为控制决策和学习适应提供依据。它主要包括抽取动态过程的特征信息，识别系统的特征状态，并对特征信息作必要的加工。
专家控制器的输入集为：E = (R, e, Y, U); e = R - Y式中，R为参考控制输入，ｅ为误差信号，Y为受控输出，U为控制器的输出集。
EC的模型可用下式表示：U = f (E,K,I)
智能算子f为几个算子的复合运算：f=g·h·p
其中，g:E→S；h:S×K→I；p:I→U
g、h、p均为智能算子，其形式为：IF A THEN B
其中，A为前提或条件，B为结论。A与B之间的关系可以包括解析表达式、Fuzzy 关系、因果关系和经验规则等多种形式。B还可以是一个子规则集。
2.5 专家系统的建造步骤
成功地建立系统的关键在于尽可能早地着手建立系统，从一个比较小的系统开始，逐步扩充为一个具有相当规划和日臻完善的试验系统[12]。
建立系统的一般步骤如下：
设计初始知识库
知识库的设计是建立专家系统最重要和最艰巨的任务。初始知识库的设计包括：(a) 问题知识化，即辨别所研究问题的实质，如要解决的任务是什么，它是如何定义的，可否把它分解为子问题或子任务，它包含哪些典型数据等。(b) 知识概念化，即概括知识表示所需要的关键概念及其关系，如数据类型、已知条件（状态）和目标（状态）、提出的假设以及控制策略等。(c) 概念形式化，即确定用来组织知识的数据结构形式，应用人工智能中各种知识表示方法把与概念化过程有关的关键概念、子问题及信息流特性等变换为比较正式的表达，它包括假设空间、过程模型和数据特性等。(d) 形式规则化，即编制规则、把形式化了的知识变换为由编程语言表示的可供计算机执行的语句和程序。(e) 规则合法化，即确认规则化了知识的合理性，检验规则的有效性。
原型机（prototype）的开发与试验
在选定知识表达方法之后，即可着手建立整个系统所需要的实验子集，它包括整个模型的典型知识，而且只涉及与试验有关的足够简单的任务和推理过程。
知识库的改进与归纳
反复对知识库及推理规则进行改进试验，归纳出更完善的结果。经过相当长时间的努力，使系统在一定范围内达到人类专家的水平。
2.6 本章小节
本章对专家控制的基本原理、基本思想和控制目标进行了分析；阐述了专家控制系统的基本结构及其特点；对适合于本文的专家控制系统进行了研究；阐述了专家控制的基本思想、专家控制的目标及其与专家系统的差别、专家控制系统的分类、专家控制系统的要求及专家控制系统的设计原则，为专家PID控制器的研究提出了理论依据。
第三章专家PID控制系统的设计及研究
当前，传统的PID 算法控制应用比较广泛，PID 控制具有许多优点：结构简单，参数调整容易等。在通常情况下，这种控制算法可以达到较好的效果，PID 参数在小波动下可以获得令人满意的系统响应。但是，粗轧机的电液位置伺服系统是一个参数变化较大的非线性系统，在粗轧的不同阶段，控制系统的数学模型甚至都会发生改变。传统PID 控制三个参数的选择一般是为了在最坏工况下保证系统的稳定性并适用于各个工况。有的PID 控制器提供了几组参数选择并在彼此间切换。但粗轧机电液位置伺服系统经常要在许多工况之间切换，这些参数不能保证所有工况下都是最优的，因而系统性能就受到了较大的影响[17]。
专家控制系统具有算法简单，灵活性好，鲁棒性强等优点，但是传统的PID 控制也有其本身的可取之处。因此引入一种新控制算法——专家PID 控制器，它有效的把专家系统和传统的PID 控制结合起来，达到期望的控制效果。在本章中，设计了专家PID 控制器，并通过Matlab 进行仿真。通过对仿真结果的分析，得出了这种控制器具有棒性强、超调量小和运行平稳等特点的结论。
3.1 传统PID 控制
PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。
PID控制器由比例单元、积分单元和微分单元组成。它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kp，Ki和Kd）即可[20]。在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。
1）比例控制
比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差（Steady-state error）。
2）积分控制
在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差系统（System with Steady-state Error）。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分(PI)控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
3）微分控制
在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后(delay)组件，具有抑制误差的作用，其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入“比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中的动态特性。
传统的控制理论都建立在被控对象精确模型(传递函数和状态方程)的基础上，而对一些复杂系统，建立其数学模型是比较困难的，有时甚至是不可能的，也就无法用传统
控制方法实现自动控制，但由人工控制却往往做的比较好。
PID 控制器是一种线性控制器，它是通过通知系统的偏差来对系统进行控制，偏差是定值错误！未找到引用源。与实际输出值错误！未找到引用源。的差值，即：
e(k)=r(k)-y(k) （3-1）PID 控制器的控制规律为：
（3-2）
把上述式子写成传递函数的形式为：
（3-3）
在上式中，Kp，Ki和Kd 分别是比例、积分、微分三个控制参数；u(t)为控制器的输入；T 采样周期；e(t) 、e(k)为控制系统的误差。可以将其原理图用3-1所示：
图3-1 传统PID方框图
PID 控制器各环节的作用如下：
比例环节：比例环节是控制量和控制系统偏差信号 e ( k )之间成比例的关系，如果一旦发现系统有偏差出项，比例环节开始起作用，来减小偏差，以保证控制器的控制效果。
积分环节：这个环节用来消除静态误差差，从而提高系统的无差度。
微分环节：微分环节是用来反映偏差信号的变化情况，如果发现系统的偏差太大，微分环节可以把一个有效的早期信号引入到系统中，使系统快速的工作，以减少调节时间。
在一些情况下针对特定的系统设计的PID控制器控制得很好，但它们仍存在一些问题需要解决：
如果要以模型为基础，为了PID参数的重新整定在线寻找和保持好过程模型是较难的。闭环工作时，要求在过程中插入一个测试信号。这个方法会引起扰动，所以基于模型的PID参数自整定在工业应用不是太好。
如果是基于控制律的，经常难以把由负载干扰引起的影响和过程动态特性变化引起的影响区分开来，因此受到干扰的影响控制器会产生超调，产生一个不必要的自适应转换。另外，由于基于控制律的系统没有成熟的稳定性分析方法，参数可靠与否存在很多问题。
PID在控制非线性、时变、耦合及参数和结构不确定的复杂过程时，工作地不是太好。最重要的是，如果PID控制器不能控制复杂过程，无论怎么调参数都没用。
3.2 产生式规则表示法
在此专家控制器中，它的知识表示方法用的是产生式的，产生式方法是最常用的一种方法。产生式系统是用来描述若干个不同的以一个基本概念为基础的系统。这个基本概念就是产生是规则的相对的概念。在产生式系统中，论域的知识分为两部分：用事实表示静态知识；用产生式规则表示推理过程和行为。由于这类系统的知识库主要用于存储规则，因此又把此类系统称为基于规则的系统[7][26] 。
控制策略
产生是规则总数据库
图3-2 专家系统方框图
产生式系统的组成
产生式系统有三个部分组成，即总数据库、产生是规则和控制策略。
产生式规则是一个以“如果满足这个条件，就应当采取某些操作”的形式表示的语句。例如：
如果误差e>0.8
那么系统输出u=2.4
产生式的IF（如果）被称为条件。它说明应用这条规则必须满足的条件；THEN(那么)被称为操作部分。在产生式系统的执行过程中，如果某条规则被满足了，那么，就执行这条规定。
规则可有如下形式：
IF （触发事实1 是真）
（触发事实2 是真）
︰
(触发事件n 是真)
THEN （结论事实1）
（结论事实2）
︰
（结论事实n）
产生式的两边可用谓词逻辑、符号、和语言的形式，或者用很复杂的过程语言来表示，这取决于所采用数据结构的类型。总数据库是产生式规则的中心。它有时也被称作上下文、当前数据库或者暂时存储器。产生是规则的左边表示在启用这一规则之间总数据库内必需准备好的条件。执行产生式规则的操作会引起数据库的变化，这就使得其他产生式规则的条件可能被满足。控制策略的作用是说明下一步该选用什么规则，也就是如何运用规则。通常从选择规则到执行操作分三步：匹配、冲突解决和操作。
1)匹配
在这一步，把当前数据库与规则的条件部分相匹配。如果两者完全匹配，则把这条规则成为触发规则。当用规则的操作部分去执行时，称这条规则为启用规则。被触发的
规则不一定总是启用规则，因为可能同时有几条规则的条件部分被满足，这就要在解决冲突步骤中来解决这个问题。在复杂的情况下，在数据库和规则的条件部分之间可能要进行近似匹配。
2)冲突解决
当有一条以上规则的条件部分和当前数据库相匹配时，就需要决定首先使用哪一条规则，这被称为冲突解决。冲突解决的方法有以下几种：
①专一性排序。如果某一条规则条件部分规定的情况比另一规则条件部分规定的情况更有针对性，则这个规则有较高的优先性。
②规则排序。如果规则编排的顺序就表示了启用的优先级，则称它为规则排序。
③数据排序。把规则条件部分的所有条件按优先级次序编排起来，运行时首先使用在条件部分包含较高优先级数据的规则。
④规模排序。按规则的条件部分的规模排列优先级，优先使用被满足的条件较多的规则。
⑤就近排列。把最近使用的规则放在优先的位置。这和人类的行为有相似之处。如果某一规则经常被使用，则人们倾向于更多的使用这条规则。
⑥上下文限制。把产生式规则按它们所描述的上下文分组，也就是说按上下文对规则分组。在某种上下文条件下，只能从与其相对应的那组规则中选择可以应用的规则。
总之，不同的系统，使用上述这些策略的不同组合。如何选择冲突解决的方法完全是启发式的。
3)操作
操作就是执行规则的操作部分，经过操作以后，当前的数据库将被修改。然后其它的规则可能会被使用。
3.3 专家控制系统在现代生产中的应用以及特点
现在，控制技术的发展有两个明显的特点：一个是控制系统的研究对象变得越来越复杂；二是控制技术与计算机技术的发展联系日益紧密。计算机技术的发展为控制技术的发展提供了更为广阔的平台。现在，常规的控制理论在受控对象的数学模型已知的情况下已经被广泛的使用，然而在实际的工业控制系统中，受控对象高度的非线性，突变
性以及环境的变化使得建立精确的模型非常困难，甚至是不可能建立起来的。专家控制是智能控制的一个重要的分支，80 年代初，人们开始把专家系统的思想和方法引入到控制系统的研究以及工程应用中，试图完成一些传统的控制技术不能解决的复杂的控制任务，同时推进自动控制理论和技术的发展，从而出现了专家控制系统这种新型的控制技术。
专家控制是指将专家系统的理论和技术同控制理论方法与技术相结合，仿照专家的控制技术，实现对被控对象的控制。具体地说，就是把专家的经验和控制算法相结合，从而实现实时的智能控制。专家控制系统与传统控制系统的区别：专家控制系统是以人类专家的知识和经验为基础，对过程的数学模型依赖小，具有灵活多变的控制策略，可以解决复杂的控制问题。当然，这种智能的专家控制系统并不是对传统控制系统的取代，而是在原有传统控制技术的基础上的发展和进化。
每一种控制方法都有它的关键技术和瓶颈，专家控制系统的关键技术是：
(1)知识表达方式。专家控制的知识库是不断更新变化的，而且是该领域专家的知识和经验的表述，所以如何的把这些知识转换为控制器可以接受的知识是至关重要的。
(2)从传感器中识别和获取定量的控制信号。专家控制器主要从传感器的传回的信号为基准来进行下一步的动作，一般的来讲，传感器得到的信号时非常复杂的，包含各方面的因素，因此，如何从返回的信号中提取需要的信息决定着控制器的执行情况。
(3)将定性的知识转化为定量的控制信号。专家控制器最终的目的是要把专家的经验知识转化成机器的可识别的而且可执行的东西。控制器从返回到的信息中获得当前控制器的运行情况并且要控制被控对象的下一步的动作。所以要把所得的领域专家的知识转化为定量的信号来控制被控对象就显得很重要。
(4)控制知识和控制规则的获取。毕竟来说某领域方面的知识是比较难获得的，一般的说知识的来源有两个方面：一是该领域的专家的知识；另一方面是在实践中总结而来。为了使控制器达到更好的效果，需要非常全面的知识，因而对控制知识的要求也就成为控制器成败的关键技术之一。
目前，专家控制的应用已经渗透到自动控制的各个方面，相对于其他控制方式，它的特点是：
沈阳利源轨道交通设备有限公司暖通空调自控系统项目 HVAC暖通空调自控系统 技术方案设计书
一. 总体设计方案 根据用户对项目要求，并结合沈阳建筑智能化建筑现状，沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调自控系统项目是屹今为止整个沈阳所有建筑物厂区当中智能化程度要求较高的。沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调自控系统项目里面分布着大量的暖通空调机电设备。 ？如何将这些暖通空调机电设备有机的结合起来，达到集中监测和控制，提高设备的无故障时间，给投资者带来明显的经济效益； ？如何能够使这些暖通空调机电设备经济的运行，既能够节能，又能满足工作要求，并在运行中尽快的将效益体现出来； ？如何提高综合物业管理综合水平，将现代化的的计算机技术应用到管理上提高效率。 这是目前业主关心的也是我们设计所侧重的。 沈阳利源轨道交通装备有限公司暖通空调楼宇自动化控制系统的监测和控制主要包括下列子系统： 冷站系统 空调机组系统 本暖通空调楼宇自动化控制系统之设计是依据沈阳利源轨道交通设备有限公司暖通空调自控系统项目的设计要求配置的，主体的设计思想是结合招标文件及设计图纸为准。 1.1冷站系统 （1）控制设备内容 根据项目标书要求，暖通自控系统将会对以下冷站系统设备进行监控：监控设备监控内容 冷却水塔（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态。 冷却水泵（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手
自动状态、水流开关状态； 冷却水供回水管路供水温度、回水温度， 冷水机组（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态； 冷冻水泵（2台）启停控制、运行状态、故障报警、手 自动状态、水流开关状态； 冷冻水供回水管路供水温度、回水温度、回水流量； 分集水器分水器压力、集水器压力、压差旁通 阀调节； 膨胀水箱高、低液位检测； 有关系统的详细点位情况可参照所附的系统监控点表。 （2）控制说明 本自控系统针对冷站主要监控功能如下： 监控内容控制方法 冷负荷需求计算根据冷冻水供、回水温度和回水流量测量值，自动计算建筑空 调实际所需冷负荷量。 机组台数控制根据建筑所需冷负荷自动调整冷水机组运行台数，达到最佳节 能目的。 独立空调区域负荷计算根据Q=C*M*(T1-T2) T1＝分回水管温度，T2＝分供水总管温度， M＝分回水管回水流量 当负荷大于一台机组的15%，则第二台机组运行。 机组联锁控制启动：冷却塔蝶阀开启，冷却水蝶阀开启，开冷却水泵，冷冻 水蝶阀开启，开冷冻水泵，开冷水机组。停止：停冷水机组， 关冷冻泵，关冷冻水蝶阀，关冷却水泵，关冷却水蝶阀，关冷 却塔风机、蝶阀。 冷却水温度控制根据冷却水温度，自动控制冷却塔风机的启停台数，并且自
中国十七冶集团 阎良区地下综合管廊工程 优质工程质量评定标准 中国十七冶集团阎良区地下综合管廊工程 项目经理部 2017年 1月 21日 前言 近年来，由集团公司承建的工程一直以国家规范、标准作为工程施工和质量验收标准，随着建筑业发展和市场竞争的加剧，仅满足规范要求已不能完全适应“创优、争优”和建设精品工程的需要。为了提高公司的施工质量水平，打造威建品牌，现在国家施工质量验收规范的基础上本着高
标准、高起点、严要求的目的，结合有关奖项评审标准和公司施工经验做法等编制本企业施工质量控制标准。 本控制标准包括结构工程质量控制标准和竣工工程质量控制标准两部分。结构工程质量控制标准包括钢筋、模板、混凝土、钢结构、砌体工程，突出控制了工程结构质量，尤其是保证地基基础坚固、稳定，主体结构安全、耐久，确保抗震设防烈度和耐火等级，达到合理使用寿命；竣工工程质量控制标准包括建筑土建、建筑电气设备安装、建筑设备安装工程，确保使用功能、装修质量和环境质量，保证装修精美和细部完美，创建精品工程。本标准着重体现了施工全过程控制。 本标准作为企业标准之一，适用于集团公司承建的所有建筑工程，并与国家有关规范、标准、集团公司《优质工程质量评定标准》等配套使用。 鉴于工程质量水平始终处于不断提高的要求，加之编写人员专业业务水平有限，故希望公司各级员工在使用中就文中所存不足及需改进之处及时反馈给技术质量部，供以后修改时参考。 二O一七年一月 目录 结构工程质量控制标准 1总则 (2) 2基本规定 (2) 3混凝土结构工程质量控制标准 (2) 3．1模板工程质量控制标准 (3) 3．2钢筋工程质量控制标准 (5) 3．3混凝土工程质量控制标准 (9) 4钢结构工程质量控制标准 (12)
第22卷第4期 2010年4月 钢铁研究学报 Journal of Iron and Steel Research Vol.22,No.4 April 2010 基金项目:国家自然科学基金资助项目(50604006) 作者简介:田 野(1982—),男,博士生; E 2m ail :tianyehero @https://www.doczj.com/doc/aa928291.html, ; 收稿日期:2009204221 热轧带钢头尾短行程控制自学习策略 田 野, 胡贤磊, 刘相华 (东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室,辽宁沈阳110004) 摘 要:针对热轧带钢粗轧头尾宽度尺寸精度低的现状,分析了带钢头尾宽度超差的原因,提出了采用短行程控制(short stroke control ,简称SSC )的解决方案。针对传统的短行程控制模型在实际应用过程中控制精度不高的问题,开发了短行程控制在线自学习功能。采用加法自学习的方法,利用轧后实测宽度数据对短行程控制模型参数进行自学习。国内某热轧厂现场实际应用表明:自学习后的短行程控制模型,能够将带钢头尾与稳定段宽度超差控制在2mm 之内;金属收得率提高到98%以上。关键词:热轧带钢;粗轧;短行程控制;自学习 中图分类号:T G33511 文献标志码:A 文章编号:100120963(2010)0420055204 Self 2Learning Strategy of Short Stroke Control for H ead and T ail of H ot Strip TIAN Ye , HU Xian 2lei , L IU Xiang 2hua (The State Key Laboratory of Rolling and Automation ,Northeastern University ,Shenyang 110004,Liaoning ,China )Abstract :For the present situation of rough rolling strip head and tail low width precision on hot strip ,the cause of strip head and tail width tolerance was analyzed ,and the short stroke control (SSC for short )solving method was advanced.For low control precision of conventional short stroke control model in practice ,the short stroke control online self 2learning f unction was exploited.Through the method of addition self 2learning ,the self 2learning of the short stroke control model parameters was realized using actual width data after rolling.The practical application at some domestic hot rolling mill show that short stroke control model after self 2learning can control strip head and tail width and width of steady portion in two millimeters and metallic yield enhances to over ninety 2eight percents.K ey w ords :hot strip ;rough rolling ;short stroke control ;self 2learning 目前,国内大多数热连轧钢厂主要采用大立辊强力侧压技术控制带钢宽度精度,采用这种技术的主要问题是造成带钢头尾端部宽度超差。这些宽度超差的部分必须在进入精轧前用飞剪切除,从而造成切损很大[1-2]。近年来,国内许多学者对提高热轧带钢头尾端部宽度精度的方法进行过研究[3-5], 其中短行程控制(SSC )是目前的有效方法。但是经过立辊和水平辊的交替轧制,轧件变形十分复杂,传统短行程控制模型的参数大多是通过经验得到的,实际应用过程中控制精度不高。随着产品种类和规 格的日益增加以及客户对轧材的品种和质量要求越来越高,靠经验得到的短行程控制模型已经无法满足高精度宽度控制的要求,本文在传统短行程控制模型的基础上开发了短行程控制在线自学习功能,可以对控制参数进行有效优化,最大限度地减少热轧带钢的头尾宽度超差量。 1 带钢头尾端部失宽 立辊轧制时,由于板坯的宽度与厚度之比很大,轧件变形区长度与轧件平均宽度之比很小,属于典
数字会议、同声传译系统 1 设计原则 1.1 设计目标 为配合国际比赛交流,需要提供一套技术先进、性能稳定、功能齐全、使用方便的数字会议、同声传译系统，以满足国际不同语言的新闻发布、会议需求。 1.2 设计原则 系统的先进性和成熟性 系统的简捷性和适用性 系统的可靠性和稳定性 系统的实用性和经济性 系统的安全性和保密性 系统的易用性和易维护性 1.3 设计思想 建设先进的基础设施，提供高质量数字同声传译系统，并根据实际需求，提供增值业务，结构灵活、实用、、逐步升级、滚动发展。 具体说，整体方案设计应遵循如下原则： （1）应设计功能完善、现代化的数字会议、同声传译系统，能满足各种国际比赛的新闻发布、日常会议使用需要，并提高场地与设备的利用率。 （2）数字会议、同声传译系统所使用的设备应能和国际接轨；设备接口及采用制式应是国际统一标准。 （3）采用标准化设备可使系统功能组合灵活、利于个性化定制；同时，升级容易，不易浪费原始投资； （4）设备选型是系统设计中非常重要的环节。 主要设备选用进口产品：应选用在国际、国内业界有口碑的、产品性价比高、可靠性高、售后服务好的产品； 型号选择：功能适合、中高档次、性价比高、可靠性高的产品。
2 技术标准、规范及指标 2.1 技术标准及规范 整个系统的建设要遵循有关国家标准和国际标准，满足但不限于以下技术标准及规范： 《智能建筑设计标准》（GB/T50314－2000） 《工业企业通信接地设计规范》（GBJ79－85） 《通用用电设备设计规范》（GB50055－93） 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150－91） 《民用建筑电气设计规范》（JGJ/T16－92） 《电气装置安装工程接地装置施工验收规范》（GB50169－92） 《建筑电气安装工程质量检验评定标准》（GBJ303-88） 《厅堂扩声系统声学特性指标》（GYJ25－86） 《厅堂扩声特性测量方法》（GB-4959-85） 《厅堂扩声系统设备互联的优选电气配接法》（SJ2112-82） 《信息技术设备包括电气设备的安全》（GB4943-95） 《建筑设计防火规范》（GBJ16－87）2001修订 《剧场建筑设计规范》（JGJ 57-2000 / J67-2001） 《电影院建筑设计规范》（JGJ 58-88） 《客观评价厅堂语言可懂度及?RASTI?法》（GB/T 14476 -93） 《厅堂混响时间测量方法》（GBJ 76-84） 《演出场所扩声系统的声学特性指标》（WH/T 18-2003） 《声学语言清晰度测试方法》（GB/T 15508 -1995） 《声学设计及测量规范》（JGI/T 7-97） 《火灾自动报警系统设计规范》（GB 50116 -98） 3 系统说明 3.1总体目标 系统应满足各种国际比赛的新闻发布、日常会议使用需要，具有良好的人
目录 1.系统概述 (1) 2.系统需求分析 (1) 3.编制依据 (1) 4.方案设计 (1) 4.1系统总体结构 (2) 4.1.1管理层 (2) 4.1.2控制层 (2) 4.1.3执行层 (2) 4.2系统架构图 (2) 4.3设备选型及优势 (3) 4.3.1双门互琐功能 (3) 4.3.2双人同进同出功能 (3) 4.3.3读卡器选型 (3) 4.3.4信号传输 (3) 4.3.5系统控制 (4) 4.3.6持卡人管理 (4) 4.3.7门禁模式管理 (4) 4.4系统设备主要性能指标 (4) 4.4.1Pro3000双门控制器 (5) 4.4.2智能感应卡读卡器JT-MCR-45-32 (6) 4.4.3Winpak门禁控制管理软件 (7) 4.5门禁系统功能 (11) 4.5.1门禁控制 (11) 4.5.2编程管理 (12) 4.5.3卡及持卡人管理 (12) 4.5.4在线监控和报警功能 (12) 4.5.5数据和事件记录查询及生成报表 (13) 4.5.6电子巡更管理 (13)
4.5.7电子地图控制 (13) 4.5.8集成联动 (13) 4.5.9通信及连接 (14)
1.系统概述 门禁系统主要由识别卡、前端设备（读卡器、门状态探测设备、锁具、门禁控制器等）、传输设备、系统管理服务器、管理控制工作站、制卡设备（制卡数码照相机、卡证打印机、制卡工作站）及相关应用软件组成。 2.系统需求分析 门禁系统是保证授权人自由出入、限制未授权人进入未获授权区域、对强行闯入的行为进行报警，从而保证门禁控制区域的安全。门禁系统应该对医院的出入人员进行管理，确保医院的安全、有序是十分必要且必须的。门禁系统需要满足省医院各部门的系统的独立管理，并且实现远程联网管理。医院门禁系统需要与监控系统、报警系统相联动，当门禁系统正常开门时，报警系统撤防，工作人员可以自由工作，当门禁系统非正常开门时，报警系统布防，将报警图像在监控中心的工作站上显示出来，并进行录像。 3.编制依据 《建筑电气工程施工质量验收规范》（GB50303-2002） 《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001） 《智能建筑工程质量验收规范》（GB50339-2003） 《安全防范系统验收规则》（GA308-2001） 《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2000）《安全防范系统通用图形符号》（GA/T74-2000） 4.方案设计 本系统在楼内的药库，出入院收费处，计算机室、ICU、NICU、中心供应、手术部等净化区域以及病房护理单元出入口均设门禁控制器，共设置201套出入口控制点。此系统可通过系统设置，完成在紧急情况下，如消防报警发生时，自动开启相关受控门的功能，以便人员及时疏散，确保人身安全。若有人非法进入这
第8章控制系统的状态空间分析与综合 第1~7章涉及的内容属于经典控制理论的范畴，系统的数学模型是线性定常微分方程和传递函数，主要的分析与综合方法是时域法、根轨迹法和频域法。经典控制理论通常用于单输入－单输出线性定常系统，其缺点是只能反映输入－输出间的外部特性，难以揭示系统内部的结构和运行状态，不能有效处理多输入－多输出系统、非线性系统、时变系统等复杂系统的控制问题。 随着科学技术的发展，对控制系统速度、精度、适应能力的要求越来越高，经典控制理论已不能满足要求。1960年前后，在航天技术和计算机技术的推动下，现代控制理论开始发展，一个重要的标志就是美国学者卡尔曼引入了状态空间的概念。它是以系统内部状态为基础进行分析与综合的控制理论，两个重要的内容如下。 （1）最优控制：在给定的限制条件和评价函数下，寻求使系统性能指标最优的控制规律。 （2）最优估计与滤波：在有随机干扰的情况下，根据测量数据对系统的状态进行最优估计。 本章讨论控制系统的状态空间分析与综合，它是现代控制理论的基础。 8.1 控制系统的状态空间描述 8.1.1 系统数学描述的两种基本方法 统的内部结构和内部变量，如传递函数；另一种是状态空间描述（内部描述），它是基于系统内部结构的一种数学模型，由两个方程组成。一个反映系统内部变量x和输入变量u间的关系，具有一阶微分方程组或一阶差分方程组的形式；另一个是表征系统输出向量y与内部变量及输入变量间的关系，具有代数方程的形式。外部描述虽能反映系统的外部特性，却不能反映系统内部的结构与运行过程，内部结构不同的两个系统也可能具有相同的外部特性，因此外部描述通常是不完整的；内部描述则能全面完整地反映出系统的动力学特征。
DGJ 江苏省工程建设标准 DGJ32/TJ04-2004 _______________________________________________________________________________ 优质建筑工程质量 评价标准 Evaluating criterions for High Quality Construction Engineering 2004年7月12日发布 2004年7月12日实施 _______________________________________________________________________________ 江苏省建设厅 审定 发布
江苏省建设厅文件 苏建科（2004）234号 _______________________________________________________________________________ 关于发布《优质建筑工程质量评价标准》的通知 各省辖市建设局（建委），建工局，省有关厅、局（总公司）： 由江苏省建设工程质量监督检测站等单位编制的《优质建筑工程质量评价标准》，经审定为江苏省工程建设推荐性标准，编号为DGJ32/TJ04—2004，自发文之日起施行。 该标准由江苏省工程建设标准设计站组织印发。 二○○四年七月十二日 抄报：建设部 抄送：省建设工程质量监督检测站，厅有关处室、站。
前言 为了能够对建筑工程质量进行准确评价，根据江苏省建设厅苏建计（2003）第268号《关于下达2003年建设系统科技计划项目及经费的通知》文件精神，江苏省建设工程质量监督检测站组织专家依据《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300—2001）及配套验收规范，结合我省实际情况，编写了《优质建筑工程质量评价标准》。该标准主要内容是对优质结构工程和优质单位工程的评价，是我省工程质量评价体系的重要组成部分。 在《优质建筑工程质量评价标准》编写过程中，编写组进行了深入细致的调查研究，总结了省内外的工程质量管理经验，广泛征求工程施工、监理、科研、设计、管理等相关单位的意见，经过多次集中讨论、修改完成，最后经审查定稿。 本标准共分5章，主要内容有：1 总则；2 术语；3 基本规定；4 优质结构工程；5 优质单位工程。 请各单位在本标准的执行过程中，结合工程实际，总结经验，积累资料，如发现需要修改补充完善之处，请将意见和资料反馈至江苏省建设工程质量监督检测站（南京市虎踞北路10号3幢5楼，邮编210013），以供今后修订时参考。 本标准主编单位：江苏省建设工程质量监督检测站 本标准参编单位：南京市建筑安装工程质量监督站 常州市建设工程质量监督站 常州市新北区建设工程质量监督站 连云港市建设工程质量监督站 本标准编写人员：陈继东 刁爱国 蔡 杰 张大春 金孝权 毛龙泉 陆金方 贡浩平 沈北安 张以建 王 刚 路宏伟 参编人员： 陈惠宇 沈中标 胡全信 张怀诚 冯 成 姚宗勤 张召应 冯华明 朱 坚
热轧带钢质量控制标准 1、范围 本标准规定了信钢公司碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢带的质量控制标准。 本标准适用于厚度不大于8.0mm、宽度345mm～520mm的碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢带。成分、尺寸、外形、力学性能、试验方法等规定 相关内容参考：GB/T 3524-2005 2、连铸坯化学成分范围及质量要求 2.1成分(依据国家标准：GB/T 700-2006、GB/T 1591—2008) Q195带钢一般均需要进一步冷轧，最高冷轧到0.35mm。炼钢工序要求脱氧彻底（小于60ppm），吹氩时间大于7分钟，中包满包浇注，严格控制夹杂物。 对连铸坯出现的凹陷、内裂、气泡、割痕等缺陷，要予挑出降级处理或切割回炉。 3、带钢尺寸、外形、重量及允许偏差
3.1 钢带厚度允许偏差：0～-0.15mm 注：不适用于卷带两端7m之内没有切头尾的钢带； 如果用户有具体要求，按用户要求执行。 3.2钢带宽度允许偏差：（不切边） 宽度＜450 0～+3mm 宽度﹥450～520 0～+4mm 注：不适用于卷带两端7m之内没有切头尾的钢带； 特别注意：对于专门做管子的352mm、432mm等钢带，宽度允许偏差要求更严格，务必控制到位。 3.3钢带的厚度应均匀，在同一横截面的中间部分和两边部分测量三点厚度，其最大差值（三点差）要求：0～0.15mm。 3.4供冷轧用的钢带，沿轧制方向的厚度应均匀，在同一直线上任意测定三点厚度，其最大差值（同条差）不大于0.16mm。 3.5钢带应严格控制镰刀弯，每米不大于2mm。 钢带边部不允许有波浪弯出现。 3.6 钢带的一边塔形高度不得超过30mm。 4、力学性能
会议系统设计方案(doc 45页)
浙江省烟草公司办公楼 会议系统设计方案 一．项目概述 随着中国加入WTO和信息时代的到来，人类社会的信息交流越来越多，浙江省烟草公司与社会各界及世界范围的工商企业界的经济、商务交流活动也将越来越频繁，需求也更加趋于多样化。作为企业中心的办公科技楼，配备符合信息化时代所要求的现代化多媒体会议系统，提供先进的多媒体网络化信息，对于提高企业现代化管理水平，是很有必要的。 浙江省烟草公司的会议系统主要用于各种形式的会议、学术及技术交流、培训等活动，为满足使用功能需求，拟配备以下几个子系统： 1．视频系统 会议视频系统主要由摄像、图文摄像、录像、图像重放、大屏幕图像显示等设备组成。 2．扩声系统 扩声系统由传声器、调音台（或AV控制主机）、音频处理、功率放大器、扬声器等设备组成。 3．智能控制系统 智能控制系统主要用于对会议室内各种电子、电器设备及环境变量（如窗帘、灯光等）的控制。 4．灯光系统 会议室的灯光设备采用三基色冷光源以满足电视摄像和照相的要求。 5. 网络会议控制系统 6．大厅LED显示屏 二．设计依据：
各个会议室的系统设计不但要满足其使用功能的要求，会议系统的各项指标要求也要达到国家的有关标准。 设计依据的有关国家标准有: 《厅堂扩声系统特性指标》 GYJ25-86 《厅堂扩声特性测量方法》 GB/T4959-1995 《客观评价厅堂语言可懂度的“RASTI”法》 GB/T 14476-93 《厅堂混响时间测量规范》 GBJ 76-84 《民用建筑电器设计规范》 JGJ/T16-92 《电网电源供电的家用和类似一般用途的电子及有关设备的安全要求》 GB8898-88 《高保真传声器最低性能要求》 GB/9420-88 《高保真声频放大器最低性能要求》 GB/T12400-93 《声系统设备互连用连接器的应用》 GB/T14947-94 《民用闭路电视系统工程设计规范》 GB/50198-94 《会议电视系统工程设计规范》 YD5032-97 《LED显示屏通用规范》 SJ/T 11141-1997 《中国电气装置安装工程施工及验收规范》 GBJ232-82 用户需求及工作环境； 产品规格、技术指标。 三．系统设计方案： （一）视频系统 作为多种用途的会议视频系统，要充分满足其使用功能的要求。在充分考虑到视频显示系统今后的使用方式及使用功能的基础上，重点考虑显示亮度、分辨率、兼容性、清晰度、矩阵切换多种显示等方面，充分保证系统的可靠性,并具有强大的系统兼容性和可扩展性。 预期效果和可实现的功能:
中央控制系统设计方案 随着我国经济的迅猛发展，当前专业A V技术的突飞猛进,最近这几年来的表现尤为突出，最明显的就是大屏幕投影显示设备的广泛而迅速的铺开，视迅会议、监控中心等自然不在话下，在机场、街头、广场、商场、娱乐等大型商业设施，大屏幕就如雨后春笋般冒了出来，正在日益逼近老百姓的日常工作和生活起居，大屏幕投影显示设备已经是任何有规模的会议厅、监控中心、现场演出和音乐会及娱乐场所的必备装置；无论是大屏幕前投还是背投，在教育、商务、政府、娱乐等方面都获得广泛应用，在显示效果和规模上体现用户单位的形象和实力，更表现用户单位在先进科技的应用方面已达到国内一流水平。 本系统采用SONY产品系列VPL-PX40高性能数字投影机, 组成大屏幕投影显示系统, 选用彩讯图像信号控制器, 它是特别设计适用于1x2的显示模式, 控制器可输入3组视频信号, 在配套的控制软件操控下, 可将计算器信号或视频信号放至全屏, 形成大画面, 或打开多组窗口, 形成Multi-Window的画面, 展现实时的图像。 本公司的智能集控系统更可使系统操作化烦为简, 操作者只要在一个5.7’彩色触摸屏上“一触即可“，十分简捷方便。如果需要扩展控制更多的设备（如，窗帘、灯光或其他红外、串口控制设备等），只要
增加相应的扩展模块即可。 大屏幕规格: 本技术方案中的大屏幕显示系统是基于SONY公司的VPL-PX40系列的LCD投影机为主体组合而成．VPL-PX40系列LCD投影机采用3片XGA ( 1024x768) 液晶板, 最新的数字TFT技术使投影机具极高的亮度透过率, 提供高亮度输出. 系统配置选用具有高分辨率的投影机、SVS专业背投影显示屏幕、RGB 解像度的图像处理器、A V 矩阵切换器、中央集中控制系统（专用控制软件和无线控制触摸屏）及相关外围设备等组成。 100英寸SVS大屏幕显示屏总体尺寸：2083 mm(宽) x 1575 mm(高), 长宽比为4:3 单屏尺寸：2083 mm(宽) x 1575 mm(高) 组合尺寸：4166mm(宽) x 1575 mm(高) 根据实际工程实施经验，我们建议屏幕底座高度高于80厘米左右，控制台到大屏幕的观看距离不小于4 - 6米。同时，为了方便安装维护，需要提供 4 米以上的安?空间。根据实际场地要求，配备一次反射光学镜，安装空间可减少60%。投影机配备相对应的广角镜头，还可以将安装空间缩短至1.1米左右。 系统功能： 本系统是根据现代化大屏幕显示系统的技术要求和设计目标、场地因素，结合国内现代化显示系统的特点，以及本公司在众多实际大
第2章 “控制系统的状态空间描述”习题解答 系统的结构如图所示。以图中所标记的1x 、2x 、3x 作为状态变量，推导其状态空间表达式。其中，u 、y 分别为系统的输入、输出，1α、2α、3α均为标量。 3 x 2 x 图系统结构图 解 图给出了由积分器、放大器及加法器所描述的系统结构图，且图中每个积分器的输出即为状态变量，这种图形称为系统状态变量图。状态变量图即描述了系统状态变量之间的关系，又说明了状态变量的物理意义。由状态变量图可直接求得系统的状态空间表达式。 着眼于求和点①、②、③，则有 ①：2111x x x +=α& ②： 3222x x x +=α&③：u x x +=333α& 输出y 为1y x du =+，得 1112223331000100 1x a x x a x u x a x ?? ?????? ????????=+???????????????????????? &&& []123100x y x du x ?? ??=+?? ???? 已知系统的微分方程 (1) u y y y y 354=+++&&&&&& ；(2) u u y y -=+&&&&&&32； (3) u u y y y y 75532+=+++&&&&&&&&& 。试列写出它们的状态空间表达式。 (1) 解 选择状态变量1y x =，2y x =&，3y x =&&，则有：
1223 31231 543x x x x x x x x u y x =??=?? =---+??=?&&& 状态空间表达式为：[]112233123010000105413100x x x x u x x x y x x ????????????????=+????????????????---???????? ????=?????? &&& (2) 解 采用拉氏变换法求取状态空间表达式。对微分方程(2)在零初试条件 下取拉氏变换得： 3222332()3()()() 11()12 23()232 s Y s sY s s U s U s s Y s s U s s s s s +=---==++ 由公式、可直接求得系统状态空间表达式为 1122330100001031002x x x x u x x ?? ????????????????=+? ?????????????????????-?? ?? &&& 123110 2 2x y x x ?????? =- ?????????? (3) 解 采用拉氏变换法求取状态空间表达式。对微分方程(3)在零初试条件 下取拉氏变换得： 323()2()3()5()5()7()s Y s s Y s sY s Y s s U s U s +++=+
市政道路工程监理控制要点 1、测量放线 A、施工前测量控制 根据规划部门提供的控制点，沿路线采用全站仪布置控制导线点，每100米左右布置临时水准点，用砼加以永固保护，采用往返闭合复核两次以上。如工程施工中确需拆除路中座标点，必须在该点附近两边引出2点，并加以保护，然后报测量记录给监理人员复核。导线方位角闭合差控制在±40秒，水准点闭合差控制在±12√L，L为闭合路线里程单位KM。 在施工过程中，施工单放道路中心线及全程放线，必须使用经检测合格的全站仪，另施工中使用的经纬仪、水准仪，均需检测合格方准使用。 B、施工过程中测量控制 （1）雨污水管道工程在施工单位自检合格后，监理人员按下表复核测量控制： （2）路基工程。 施工单位在自检合格后，监理人员重点对路基高程复核，每20M
测3点，允许偏差控制在+50MM；-20MM。 （3）路床 在施工单位自检合格后，监理人员重点复核路床中线高程，以免影响结构层厚度，每20M测1点，允许偏差控制在±20MM内，横坡控制在±20MM，且不大于±0.3%。 （4）水泥砂砾基层 在施工单位自检合格后，监理人员复核其纵断高程，每100米测出断面，严格控制在+5MM；-10MM范围内，横坡控制在±0.3%。监理人员对水泥砂砾高程重点控制，这直接影响油路质量。 （5）沥青砼面层 在施工单位每层自检合格后，监理人员每层重点测中线高程，每20M测1点，严格控制在±20MM内，模坡控制在±10MM，且不大于±0.3%，上层沥青检验不合格，下层工序决不允许施工。 （6）路边石、人行道工程： 在施工单位自检合格后，监理人员测路边石顶面高程，控制在±10MM范围内，人行道横坡控制在±0.3%范围内。 （7）挡土墙工程。 在施工单位自检合格后，用经纬仪复核其挡墙轴线，位移在10MM 内，用水准仪测其基底高程，允许偏差控制在土方段为±30MM，石方段为±100MM内，顶面高程控制在±10MM内。 C、监理人员必须坚持上道工序验收不合格，下道工序决不允许开工。两家或两家以上施工单位进行施工，在交界处必须按同一标高进行控制，按允许偏差的中间值控制。 2、路基工程 A、土方路基基本要求 1）在路基用地和取土坑范围内，应清除地表植被、杂物、积水、淤泥和表土，处理坑塘，并按规范和设计要求对基底进行压实。
视频会议室系统技术方案 2020年7月
目录 第一章项目综述 (4) 1.1项目背景 (4) 1.2设计依据 (4) 1.3功能需求 (5) 1.4设计原则 (6) 1.4.1、稳定性、可靠性原则 (6) 1.4.2、先进性、易操作性原则 (7) 1.4.3、可扩展性、易维护性原则 (7) 第二章功能设计说明 (9) 2.1设计概述 (9) 2.2系统功能分析 (9) 2.2.1领导会议室 (9) 2.2.2大会议室 (10) 第三章系统设计分析 (11) 3.1领导会议室 (11) 3.1.1系统概述 (11) 3.1.2系统功能要求 (11) 3.1.3设备的选型原则 (12) 3.1.4扬声器布置方式 (12) 3.2分会场大会议室 (13) 3.2.1系统概述 (13) 3.2.2系统功能要求 (13) 3.3.3系统选型原则 (14) 3.2.4扬声器布置方式 (14) 第四章灯光设计规及建议 (15)
4.1会议室照度 (15) 4.2会议室布局 (15) 4.3色温的概念 (15) 第五章主要产品技术参数 (17) 5.1音频设备 (17) 5.2视频设备 (23) 5.3集中控制设备 (26) 5.4ISC一体化中心 (29)
第一章项目综述 1.1项目背景 随着计算机和网络技术不断成熟，音频技术，视频技术和信息技术的迅速崛起，三者在视频会议系统中呈现相互融合,共同发展的趋势，随着社会信息加速推进，信息化交流也是越来越频繁，因此多媒体视频会议系统使用率也在不断的提高，为各企业单位带来了交流沟通环境和便捷的操作环境,为此视频多媒体会议系统建设是信息化建设必不可少的信息基础设施。 随着社会的发展，社会科技的进步，信息化，网络化，数字化,模块化,大规模集成化系统已经进入到了各个领域，未来智能化，人性化，现代化的智能建筑和智能设施，也会陆续进入各个不同的领域，贵公司信息化会议系统也不例外。 我们此次的设计是根据贵公司所提出来的应用需求，再结合我们以往同类项目的工作经验，依据现有的国家标准、规，并参照国际上通用规进行的。 1.2设计依据 《智能建筑设计标准》（GB/T50314－2000） 《智能建筑工程质量验收规》（GB50339－2003） 《民用闭路电视监视系统工程技术规》（GB50198－84） 《彩色电视图像质量主观评价方法》（GB7401-87） 《通用用电设备设计规》（GB50055－93） 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》（GB50150－91） 《民用建筑电气设计规》（JGJ/T16－92） 《厅堂扩声系统声学特性指标》（GYJ25－86） 《厅堂扩声系统设计规》（GB50371-2006） 《厅堂扩声系统设备互联的优选电气配接法》（SJ2112-82） 《信息技术设备包括电气设备的安全》（GB4943-95） 《软件工程国家标准》（GTB856）
第一章控制系统的状态空间模型 1.1 引言 工程系统正朝着更加复杂的方向发展，这主要是由于复杂的任务和高精度的要求所引起的。一个复杂系统可能有多个输入和多个输出，并且以某种方式相互关联或耦合,可能是时变的。由于需要满足控制系统性能提出的日益严格的要求，系统的复杂程度越来越大，为了分析这样的系统，必须简化其数学表达式，转而借助于计算机来进行各种大量而乏味的分析与计算,并且要求能够方便地用大型计算机对系统进行处理。从这个观点来看，状态空间法对于系统分析是最适宜的。大约从1960年升始发展起来。这种新方法是建立在状态概念之上的。状态本身并不是一个新概念，在很长一段时间内，它已经存在于古典动力学和其他一些领域中。 经典控制理论是建立在系统的输入-输出关系或传递函数的基础之上的，而现代控制理论以n个一阶微方程来描述系统，这些微分方程又组合成一个一阶向量-矩阵微分方程。应用向量-矩阵表示方法，可极大地简化系统的数学表达式。状态变量、输入或输出数目的增多并不增加方程的复杂性。事实上，分析复杂的多输入-多输出系统，仅比分析用一阶纯量微分方程描述的系统在方法上稍复杂一些。 本课程将主要涉及控制系统的基于状态空间的描述、分析与设计。本章将首先给出状态空间方法的描述部分。将以单输入单输出系统为例，给出包括适用于多输入多输出或多变量系统在内的状态空间表达式的一般形式、线性多变量系统状态空间表达式的标准形式(相变量、对角线、Jordan、能控与能观测)、传递函数矩阵，以及利用MA TLAB进行各种模型之间的相互转换。第二章将讨论状态反馈控制系统的分析方法。第三章将给出系统的稳定性分析。第四章将给出几种主要的设计方法。 本章1.1节为控制系统状态空间分析的引言。1.2节介绍状态空间描述1.3节讨论动态系统的状态空间表达式。1.4状态空间表达式的标准形式。1.5 介绍系统矩阵的特征值基本性质.1.6讨论用MATLAB进行系统模型的转换问题。 1.2控制系统的状态空间描述 状态空间描述是60年代初，将力学中的相空间法引入到控制系统的研究中而形成的描述系统的方法，它是时域中最详细的描述方法。 特点：1.给出了系统的内部结构信息. 2.形式上简洁,便于用数字计算机计算. 1.2.1 状态的基本概念 在介绍现代控制理论之前，我们需要定义状态、状态变量、状态向量和状态空间。
智能多媒体会议系统方案设计 1、引言 随着信息技术的不断发展，一个现代化的多功能会议室除了要满足传统简单的会议要求外，还应具有高雅格调的优美音质、清晰的图像演示。它由大屏幕显示、多媒体音视频信号 源、音响、切换和中央集成控制几大部分组成，选取具备先进功能的DVD和录像机以及实 物和图文传送器，通过大屏幕投影机还原其图像，通过中央集成控制设备，控制室内所有影音设备、信号切换、灯光、屏幕升降、音量调节等等功能，大大提高会议的工作效率和简化复杂的操作，能适合所有人士使用而不需要具备专业知识。 2、系统设计功能 智能多媒体会议系统的主要功能有： ?利用淖帧⑼计柿稀（14）羰悠邓夭摹⑹滴镒柿系冉醒菔? ?可以便捷上网，调用资料 ?可以随意切换音视频源 ?高品质音响还原，确保语音质量 ?数字会议系统控制会议发言 ?投影系统进行大屏幕显示 ?远程会议系统进行异地内外部演示与会议 ?中控系统进行集中控制管理 3、系统设计方案 智能多媒体会议系统，实现了数字会议系统与中央控制系统的无缝连接，整合了包括音响扩声系统、会议讨论系统、同声传译系统、投票表决系统、自动跟踪摄像系统、多媒体视频系统以及网络视频会议系统等多个子系统；在无线触摸屏操控下，通过中央集成控制系统 将以上各子系统与整个会议环境有机的结合成为一个整体，实现了会议的智能化管理。 3.1中央控制系统 中央控制设备为本系统设计之灵魂，集中了灯光、机械、投影及视音频控制手段于一体， 为使用者提供简单、直接的控制方案，令使用者能方便地掌握整个空间环境各设备的状态及功能。 整个系统以中央控制器为核心。它以控制总线与各个设备相联接，接受操控者发出的控 制要求，然后向各个延伸控制设备及被控设备发出控制指令。所有控制功能通过专用系统软 件编程而成，具体控制可通过彩色液晶触摸屏或普通PC机实现。其操作界面根据用户的实 际要求，设置得直观而易于理解（全中文、图形模块化）、操作。（如图1所示）
第四章机电控制系统的总体设计 本章教学要点和要求 1、掌握机电控制系统的设计方法 2、掌握机电控制系统的总体设计内容 3、掌握机电控制系统的总体设计步骤 第一节机电控制系统总体设计的概念 一、总体设计的概念 机电控制工程是一门涉及光、机、电、液等综合技术的一项系统工程。机电控制系统设计是按照机电控制的思想、方法进行的机电控制产品设计，它需要综合应用各项共性关键技术才能完成。 随着大规模集成电路的出现，机电控制产品得到了迅速普及和发展，从家用电器到生产没备，从办公自动化设备到军事装备机与电紧密结合的程度都在迅速增强形成了一个纵深而广阔的市场。市场竞争规律要求产品不仅具有高性能．而且要有低价格这就给产品设计人员提出了越来越高的要求。另一方面，种类繁多、性能各异的集成电路、传感器和新材料等，给机电控制系统设计人员提供了众多的可选方案，使设计工作具有更大的灵活性。如何充分利用这些条件，应用机电控制技术开发出满足市场需求的机电控制产品，是机电控制总体设计的重要任务。 系统的总体设计概念： 机电控制系统的总体设计是应用系统总体技术，从整体目标出发，综合分析产品的功能要求和机电控制系统各组成模块的特性，选择最合理的模块组合方案，实现机电控制系统整体优化。 第二节机电控制工程总体设计的类型和方法 一机电控制工程总体设计的类型 机电控制产品设计一般可分为三种类型，即开发性设计、适应性设计和变异性设计。 开发性设计：是在没有参照产品的情况下进行的设计，仅仅是根据抽象的设计原理和要求，设计出在质量和性能方面满足目的要求的产品。例：最初的录像机、摄像机、电视机等的设计就属于开发性设计。开发性设计要求设计者具备敏锐的市场洞察力、丰富的想象力和广泛而扎实的基础理论知识。 例：料位器就是开发性设计 适应性设计：在总的方案原理基本保持不变的情况下，对现有产品进行局部更新，或用微电子技术代替原有的机械结构或成为了进行微电子控制对机械结构进行局部适应性设计，以使产品的性能和质量增加某些附加值。例：电子式照相机采用电子快门代替手动调
第八章 控制系统的状态空间分析 一、状态空间的基本概念 1. 状态 反应系统运行状况，并可用一个确定系统未来行为的信息集合。 2. 状态变量 确定系统状态的一组独立（数目最少的）变量，如果给定了0t t =时刻 这组变量的值())()() (00201t x t x t x n 和0t t ≥时输入的时间函数)(t u ， 则系统在0t t ≥任何时刻())()()(21t x t x t x n 的行为就可完全确定。 3. 状态向量 以状态变量为元素构成的向量，即[])()()()(21t x t x t x t x n =。 4. 状态空间 以状态变量())()() (21t x t x t x n 为坐标的n 维空间。 系统在某时刻的状态，可用状态空间上的点来表示。 5. 状态方程 描述状态变量，输入变量之间关系的一阶微分方程组。 6. 输出方程 描述输出变量与状态变量、输入变量间函数关系的代数方程。 二、状态空间描述（状态空间表达式） 1. 状态方程与输出方程合起来称为状态空间描述或状态空间表达式，线性定常系统状 态空间描述一般用矩阵形式表示，对于线性定常连续系统有 ? ? ?+=+=)()()()()()(t Du t Cx t y t Bu t Ax t x （8-1） 对于线性定常离散系统有 ?? ?+=+=+) ()()() ()()1(k Du k Cx k y k Hu k Gx k x （8-2） 2. 状态空间描述的建立：系统的状态空间描述可以由系统的微分方程，结构图（方框 图），状态变量图、传递函数或脉冲传递函数（Z 传递函数）等其它形式的数学模型导出。 3. 状态空间描述的线性变换及规范化（标准型） 系统状态变量的选择不是唯一的，状态变量选择不同，状态空间描述也不一样。利用线性变换可将系统的矩阵A （见式8-1）规范化为四种标准型：能控标准型、能观标准型、对角标准型、约当标准型。