北京科技大学科技成果——钢丝热处理炉计算机自
动控制系统
成果简介
目前我国有近三千条用于钢丝热处理的马弗炉，其中绝大多数以煤为燃料，部分以煤气和电为燃料。这种炉型存在的最大问题是：控制系统自动化程度低，变产量、变品种时热处理质量不易控制，能耗高。
为此我们开发了钢丝热处理炉计算机自动控制系统，使用该系统，即使是燃煤热处理炉，也可实现根据钢丝直径、产量的要求自动调节炉温和拉速，或根据炉温、钢丝直径自动调节最佳拉速，或根据拉速、钢丝直径，自动调节最佳炉温，并自动调节煤、风配比例，以实现钢丝热处理高质量的前提下最大限度地节约能源。
应用领域
可应用于各类钢丝热处理厂、车间。
经济效益及市场分析
在改造或新建钢丝热处理炉时，采用计算机自动控制系统，投资少（一般只占炉子投资的1/10-1/20），可有效提高钢丝热处理质量，提高成品率，并达到最大限度的节约能源。
根据产量的不同，钢丝质量的提高和节能效果可使自动控制系统的投资在1-2年左右的时间收回。
现有热处理炉改造工程市场广阔。
自动控制综合设计 ——无人驾驶汽车计算机控制系统 指导老师： 学校： ：
目录 一设计的目的及意义 二智能无人驾驶汽车计算机控制系统背景知识三系统的控制对象 四系统总体方案及思路 1系统总体结构 2控制机构与执行机构 3控制规律 4系统各模块的主要功能 5系统的开发平台 6系统的主要特色 五具体设计 1系统的硬件设计 2系统的软件设计 六系统设计总结及心得体会
一设计目的及意义 随着社会的快速发展，汽车已经进入千家万户。汽车的普及造成了交通供需矛盾的日益严重，道路交通安全形势日趋恶化，造成交通事故频发，但专家往往在分析交通事故的时候，会更加侧重于人与道路的因素，而对车辆性能的提高并不十分关注。如果存在一种高性能的汽车，它可以自动发现前方障碍物，自动导航引路，甚至自动驾驶，那将会使道路安全性能得到极大提高与改善。本系统即为实现这样一种高性能汽车而设计。 二智能无人驾驶汽车计算机控制系统背景知识 智能无人驾驶汽车是一个集环境感知、规划决策、多等级辅助驾驶等功能于一体的综合系统，它集中运用了计算机、现代传感、信息融合、通讯、人工智能及自动控制等技术，是典型的高新技术综合体。目前对智能汽车的研究主要致力于提高汽车的安全性、舒适性，以及提供优良的人车交互界面。近年来，智能车辆已经成为世界车辆工程领域研究的热点和汽车工业增长的新动力，很多发达国家都将其纳入到各自重点发展的智能交通系统当中。 通过对车辆智能化技术的研究与开发，可以提高车辆的控制与驾驶水平，保障车辆行驶的安全通畅、高效。对智能化的车辆控制系统的不断研究完善，相当于延伸扩展了驾驶员的控制、视觉和感官功能，能极促进道路交通的安全性。智能车辆的主要特点是以技术弥补人为因素的缺陷，使得即便在很复杂的道路情况下，也能自动地操纵和驾驶车辆绕开障碍物，沿着预定的道路轨迹行驶。 三系统的控制对象 （1）系统中心控制部件（单片机）可靠性高，抗干扰能力强，工作频率最高可达到25MHz，能保障系统的实时性。 （2）系统在软硬件方面均应采用抗干扰技术，包括光电隔离技术、电磁兼容性分析、数字滤波技术等。 （3）系统具有电源实时监控、欠压状态自动断电功能。 （4）系统具有故障自诊断功能。
计算方法 姓名： 学号： 班级： 指导教师：
目录 作业1 (1) 作业2 (5) 作业3 (8) 作业4 (10) 作业5 (14) 作业6 (16) 作业7 (17)
作业1 1、分别用不动点迭代与Newton 法求解方程 -+=x 2x e 30的正根与负根。 解： (1)不动点迭代 a.原理： 将 230x x e -+=变型为1()k k x g x +=进行迭代，直到为止 变型后为有两种形式：和 b.程序：初值为1 形式: x=zeros(100,1); tol=1; i=1; x(1)=1; whiletol>=10e-6; disp(x(i)) x(i+1)=log(2*x(i)+3); tol=abs(x(i+1)-x(i)); i=i+1; end disp(i-1); 形式: x=zeros(100,1); tol=1; i=1; x(1)=1; whiletol>=10e-6; disp(x(i)) x(i+1)=(exp(x(i))-3)/2; tol=abs(x(i+1)-x(i)); i=i+1; end disp(i-1); c.运行结果： 初值为1 (23) 1ln k x k x ++=6 110k k x x -+-<13 2 k x k e x +-= (23)1ln k x k x ++=132 k x k e x +-=
迭代次数：11 迭代次数：9 (2)Nexton法 a.原理： 令 () () 1' k k k k f x x x f x + =-得到迭代公式为： () 1 23 2 k k x k k k x x e x x e + -+ =- - b.程序：初值为0 x=zeros(100,1); tol=1; i=1; x(1)=0; whiletol>=10e-6; disp(x(i)) x(i+1)=x(i)-((2*x(i)-exp(x(i))+3)/(2-exp(x(i)))); tol=abs(x(i+1)-x(i)); i=i+1; end disp(i-1); 初值为1 x=zeros(100,1); tol=1; i=1; x(1)=1; whiletol>=10e-6; disp(x(i)) x(i+1)=x(i)-((2*x(i)-exp(x(i))+3)/(2-exp(x(i)))); tol=abs(x(i+1)-x(i)); i=i+1; end disp(i-1) a=x(i-1); b=2*a-exp(a)+3; disp(b); c.运行结果： 初值为0
北京科技大学 2011--2012学年 第 二 学期 自动控制理论 试卷（A ） 院(系) 自动化 班级 学号 姓名 一、填空选择题（每空2分，共20分） 1、一阶系统11Ts 的调节时间s t = （5%误差）。 2、某单位反馈系统的开环脉冲传递函数为G(z)，采样周期为T ，该系统的加速度误差系数K a = 。 3、PID 控制器的时域模型表达：（ ）。 4、对于离散系统，为了应用劳斯判据判断稳定性，必须引入一种从z 域到w 域的线性变换，写出此变换的表达式 。 5、附加 可改善系统的稳定性（A 、开环零点，B 、闭环零点）。 6、线性系统的传递函数与 有关（A 、输入，B 、系统的结构和参数，C 、初始状态）。 7、开环对数幅频特性的低频段反映了系统的 (A 、稳定性， B 、动态特性， C 、稳态误差， D 、抑制噪声能力) 。 8、最小相位系统一定是稳定的 (A.正确， B.错误) 。 9、180度根轨迹图是闭环系统特征方程的根（闭环极点）随开环传 装 订 线 内 不 得 答 题 自 觉 遵 守 考 试 规 则，诚 信 考 试，绝 不 作 弊
递函数中的某个参数由0变化到-∞时在s平面上留下的轨迹。(A.正确，B.错误) 。 10、以下几幅图是二阶系统的相平面图，请问那幅图存在稳定的奇点 。 (A) (B) (C) (D) 二、(12分)利用梅森增益公式，求传递函数() () C s R s 和() () E s R s 。
三、(15分)已知某单位负反馈系统的开环传递函数10()(0.010.2)G s s s =+。试分析： （1）系统是否满足超调量%5%σ≤要求？ （2）若不满足要求，可采用速度反馈进行改进，画出改进后系统的结构图，并确定速度反馈的参数； （3）求出改进后系统在输入信号()2r t t =作用下的稳态误差。 装 订 线 内 不 得 答 题 自 觉 遵 守 考 试 规 则，诚 信 考 试，绝 不 作 弊
播音主持专业 中传、浙江传媒学院、南京艺术学院、成都理工大学、四川师范大学、武汉大学、重庆大学、四川音乐学院、吉林艺术学院、华中师范大学、沈阳音乐学院、武汉体育学院（专业方向是体育播音，要考的话就平常就要对体育方面的知识和新闻多了解一下）、河南大学、湖南大学、江西师范大学、云南艺术学院、陕西师范大学、西南大学、南昌大学、福建师范大学。 另外今年华中科技大学和湖北大学都新开了播音主持专业。 全国的 北京市播音主持专业院校招生简章 中国传媒大学北京电影学院中央戏剧学院中央美术学院北京大学 中央音乐学院中国音乐学院北京舞蹈学院中国戏曲学院清华大学美术学院中华女子学院解放军艺术学院北京服装学院中央民族大学北京师范大学 中国人民大学首都师范大学北京语言大学北京印刷学院北京联合大学 北京体育大学北京航空航天大学北京化工大学北京科技大学北京交通大学中央财经大学北京工商大学北京理工大学首都体育学院北京邮电大学 北方工业大学中国矿业大学中国石油大学中国地质大学北京林业大学 北京城市学院首都师范大学科德学院北京工商大学嘉华学院北京工业大学耿丹学院中国农业大学 中国政法大学对外经济贸易大学北京物资学院香港大学中国农业大学 中国劳动关系学院 上海市播音主持专业院校招生简章 上海戏剧学院上海音乐学院上海体育学院复旦大学华东理工大学 同济大学东华大学上海交通大学华东师范大学上海师范大学 上海理工大学上海海事大学上海应用技术学院上海大学上海工程技术大学上海彬达学院上海第二工业大学上海商学院上海建桥学院上海视觉艺术学院 上海师范大学天华学院同济大学同科学院上海电影艺术职业学院上海师范大学人文与传播学院上海师范大学数理学院 上海师范大学音乐学院上海师范大学美术学院 天津市播音主持专业院校招生简章 南开大学天津大学天津科技大学天津工业大学天津理工大学 天津师范大学天津工程师范学院天津商业大学天津财经大学天津体育学院天津音乐学院天津美术学院河北工业大学天津城市建设学院天津天狮学院河北工业大学城市学院天津商业大学宝德学院南开大学滨海学院天津师范大学津沽学院北京科技大学天津学院 天津大学仁爱学院天津财经大学珠海学院天津体育学院运动与文化艺术学院重庆市播音主持专业院校招生简章 重庆大学重庆邮电大学重庆交通大学西南大学重庆师范大学 重庆文理学院长江师范学院四川外语学院四川美术学院重庆三峡学院 重庆科技学院重庆工商大学重庆大学城市科技学院西南大学育才学院重庆师范大学涉外商贸学院 四川外语学院重庆南方翻译学院重庆大学美视电影学院 河北省播音主持专业院校招生简章 河北大学河北工程大学石家庄经济学院河北理工大学河北科技大学
自动化专业研究生方向及高校排名 控制理论与控制工程 课程设置矩阵论，泛函分析，线性系统理论，优化理论与最优控制，非线性控制系统理论，智能控制，自适应控制，鲁棒控制，系统辨识与建模，随机过程与随机控制，离散事件系统理论，控制系统的计算机辅助设计与仿真，机器人控制等。 检测技术与自动化装置 课程设置矩阵分析，数学物理方程，误差分析，现代控制理论，近代物理基础，电磁场理论，检测理论，信号处理，传感器与自动检测技术，自动测试与故障诊断技术，仪表智能化技术，仪表可靠性技术，工业计算机网络和集散控制系统，过程模型化与软测量技术等。 系统工程 课程设置数理统计及随机过程，矩阵论，最优化理论与方法，系统工程导论，系统工程方法论，管理信息系统与决策支持系统，信息工程，系统建模与仿真，现代控制理论基础，智能控制，计算机网络理论与技术，复杂系统分析，经济系统分析（宏观和微观）等。 模式识别与智能系统 课程设置随机过程与数理统计，矩阵论，优化理论，近世代数，数理逻辑，数字信号处理，图象处理与分析，模式识别，计算机视觉，人工智能，机器人学，计算智能，非线性理论（如分形、混沌等），控制理论，系统分析与决策，计算机网络理论等。 导航、制导与控制 课程设置矩阵论，泛函分析，数值分析，线性系统理论，随机过程与滤波，系统辨识，计算机控制系统，最优控制，运动体控制与制导系统，导航系统，火力控制技术，传感技术及应用，信息融合技术，系统建模与仿真，人工智能等。 控制理论与控制工程排名学科代码：081101 1 清华大学A++ 081101控制理论与控制工程 2 山东大学A++ 081101控制理论与控制工程 3 北京科技大学A++ 081101控制理论与控制工程 4 上海交通大学A++ 081101控制理论与控制工程 5 东北大学A++ 081101控制理论与控制工程 6 浙江大学A++ 081101控制理论与控制工程 7 同济大学A+ 081101控制理论与控制工程 8 西北工业大学A+ 081101控制理论与控制工程 9 南开大学A+ 081101控制理论与控制工程 10 华南理工大学A+ 081101控制理论与控制工程
《计算机控制系统》作业参考答案 作业一 第一章 1.1什么是计算机控制系统？画出典型计算机控制系统的方框图。 答：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用算机代替模拟控 制装置,对被控对象进行调节和控制. 控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件部分: 计算机控制系统的硬件主要是由主机、外部设备、过程输入输出设备组成; 软件部分: 软件是各种程序的统称，通常分为系统软件和应用软件。 1.2.计算机控制系统有哪几种典型的类型？各有什么特点。 答：计算机控制系统系统一般可分为四种类型： ①数据处理、操作指导控制系统；计算机对被控对象不起直接控制作用,计算机对传感器产生的参数巡回检测、处理、分析、记录和越限报警，由此可以预报控制对象的运行趋势。 ②直接数字控制系统；一台计算机可以代替多台模拟调节器的功能，除了能实现PID 调节规律外, 还能实现多回路串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、多变量解藕控制，以及自适应、自学习,最优控制等复杂的控制。 ③监督计算机控制系统；它是由两级计算机控制系统：第一级DDC 计算机, 完成直接数字控制功能；第二级SCC 计算机根据生产过程提供的数据和数学模型进行必要的运算，给DDC 计算机提供最佳给定值和最优控制量等。 ④分布式计算机控制系统。以微处理机为核心的基本控制单元，经高速数据通道与上一级监督计算机和CRT 操作站相连。 1.3.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？ 答：计算机控制系统与连续控制系统主要区别：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与 控制的自动控制系统,既:用计算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制。 与采用模拟调节器组成的控制系统相比较，计算机控制系统具有以下的优点： (1)控制规律灵活，可以在线修改。(2)可以实现复杂的控制规律，提高系统的性能指标. (3)抗干扰能力强，稳定性好。 (4)可以得到比较高的控制精度。 (5)能同时控制多个回路，一机多用，性能价格比高。 (6)便于实现控制、管理与通信相结合，提高工厂企业生产的自动化程度. (7)促进制造系统向着自动化、集成化、智能化发展。 图1.3-2 典型的数字控制系统 给定
一 判断题（20分） （×）1. 节点的位置依赖于形态，而并不依赖于载荷的位置 （√）2. 对于高压电线的铁塔那样的框架结构的模型化处理使用梁单元 （×）3. 不能把梁单元、壳单元和实体单元混合在一起作成模型 （√）4. 四边形的平面单元尽可能作成接近正方形形状的单元 （×）5. 平面应变单元也好，平面应力单元也好，如果以单位厚来作模型化 处理的话会得到一样的答案 （×）6. 用有限元法不可以对运动的物体的结构进行静力分析 （√）7. 一般应力变化大的地方单元尺寸要划的小才好 （×）8. 所谓全约束只要将位移自由度约束住，而不必约束转动自由度 （√）9. 同一载荷作用下的结构，所给材料的弹性模量越大则变形值越小 （√）10一维变带宽存储通常比二维等带宽存储更节省存储量。 二、填空（20分） 1．平面应力问题与薄板弯曲问题的弹性体几何形状都是 薄板 ，但前者受力特点是： 平行于板面且沿厚度均布载荷作用 ，变形发生在板面内； 后者受力特点是： 垂直于板面 的力的作用，板将变成有弯有扭的曲面。 2．平面应力问题与平面应变问题都具有三个独立的应力分量： σx ，σy ，τxy ，三个独立的应变分量：εx ，εy ，γxy ，但对应的弹性体几何形状前者为 薄板 ，后者为 长柱体 。3．位移模式需反映 刚体位移 ，反映 常变形 ，满足 单元边界上位移连续 。 4．单元刚度矩阵的特点有：对称性 ， 奇异性 ，还可按节点分块。 5．轴对称问题单元形状为：三角形或四边形截面的空间环形单元 ，由于轴对称的特性，任意一点变形只发生在子午面上，因此可以作为 二 维问题处理。 6．等参数单元指的是：描述位移和描述坐标采用相同的形函数形式。等参数单元优点是：可以采用高阶次位移模式，能够模拟复杂几何边界，方便单元刚度矩阵和等效节点载荷的积分运算。 7．有限单元法首先求出的解是 节点位移 ，单元应力可由它求得，其计算公式为 {}{} [][]e D B σδ=。（用符号表示即可） 8．一个空间块体单元的节点有 3 个节点位移： u ，v ，w 9．变形体基本变量有位移应变应力 基本方程 平衡方程 物理方程 几何方程 10.实现有限元分析标准化和规范化的载体就是单元
作曲与作曲技术理论专业（计算机作曲与音乐制作）培养方案 系主任：胡建华 系学术委员会主任：胡建华 一、业务培养目标 作曲与作曲技术理论专业培养具备作曲方面的知识和能力，能够使用计算机完成音乐创作与制作，能在基层文艺单位、文化馆站、少年宫馆、中小学以及出版、广播、影视网络等有关部门从事音乐创作、音乐制作、教学、辅导、培训等工作的应用型、复合型、创新型人才，为进一步深造打下基础。 二、基本业务规格 本专业学生主要学习与音乐创作相关的基本理论和基本知识，接受作曲与作曲技术理论专业计算机作曲和音乐制作的基本训练，掌握其相应专业方向所涵盖的音乐作品创作与制作、音像录制、音乐教学、音乐文化普及和宣传等方面的基本知识。 毕业生应获得并具有以下几方面的知识和能力： 1. 掌握计算机作曲技术，能够进行音乐创作和音乐制品的制作。 2. 掌握作曲基本理论和基础知识，具有分析、批判的能力和讲授能力。 3. 能够对国内外最新的作曲技法进行分析和研究，能够不断更新、升级计算机软件，进行音乐产品的制 作。 4. 具有获取市场信息的能力，使音乐作品和制品适应社会需求，也具有超前的创新潜力。 5. 熟悉党和国家在文艺领域的方针、政策和法规。 6. 具有初步的科学研究和实际工作能力，具备创新创业意识。 授予学位：艺术学学士 学制：五年 主干学科：音乐与舞蹈、戏剧与影视 核心课程：作曲写作与计算机制作及和声、曲式、复调、配器等技术理论，中国音乐史、西 方音乐史、民族民间音乐、视唱练耳、钢琴等支撑性课程。
三、作曲与作曲技术理论专业（计算机作曲与音乐制作）教学计划 见《作曲与作曲技术理论专业（计算机作曲与音乐制作）教学计划》。 四、选修课程选课要求 1. 全院公共选修课程：应至少选修8 学分。“大创” 2 个学分可冲抵公共选修课学分，并纳入毕业资格审核。 2. 系内专业选修课程：在指定各学期的专业选修课程中，总计选修14 学分。 五、说明 1. 计算机作曲与音乐制作专业简介 该专业具备学科交叉性质，是将传统的作曲技术理论与计算机和网络技术紧密结合，将创作灵感、作曲技术在计算机上能瞬间呈现出实际音响，同时，可利用计算机对音乐作品进 行编创、改编、修正、重组，也可利用音源进行新的音色和各种节奏的组合，极大地丰富和开拓了音乐创作的技术手段和艺术视野，同时，利用音乐制录技术和设备完成音乐产品的制作，可以满足社会各个层面对音乐制品的需求，该专业具有社会需求的广阔市场，并随着电子科技的发展，还会开拓出更为新颖的电声音乐领域。 2. 关于素质培养 本专业面向全国招生。为基层培养应用型音乐专门人才是办学方向，使学生成为“一专多能” 的音乐创作人才是人才培养的标准。培养的学生不仅能从事音乐创作与制作，而且也具备进行音乐教学、辅导、指导和从事基层音乐活动的组织、策划和宣传等工作的能力，同时也具有一定的学术意识和较为宽阔的音乐文化视野和品位，为进一步提高基层音乐文化生 活的质量和人文素质，进行创新型的工作储备一定的知识和能量。 3. 关于知识结构 本专业课程设置分为四个系列板块。 （1）人文社会科学知识：
计算机自动控制技术 复习题 （课程代码 252315） 一选择题 1下面关于微型计算机控制技术的叙述，正确的是（D ） A. 微型计算机控制系统只能用于单片机系统 B. 在任何控制系统中都可以运用微型计算机控制系统 C. 微型计算机控制技术不能用于自动化仪表 D. 微型计算机控制技术可用于计算机控制系统及自动化仪表 2计算机监督系统（SCC ）中，SCC 计算机的作用是（B ） A. 接收测量值和管理命令并提供给DDC 计算机 B. 按照一定的数学模型计算机给定值并提供给DDC 计算机 C. 当DDC 计算机出项故障时，SCC 计算机也无法工作 D. SCC 计算机与控制无关 3关于现场总线控制系统，下面的说法中，不正确的是（C ） A 省去了DDC 中的控制站和现场仪表环节 B 采用纯数字化信息传输 C 只有同一家的FCS 产品才能组成系统 D FCS 强调“互联”和“互操作性” 4闭环控制系统是指（B ） A. 系统中各生产环节首尾相连形成一个环 B. 输出量经反馈环节回到输入端，对控制产生影响 C. 系统的输出量供显示和打印 D. 控制量只与控制算法和给定值相关 5下列缩写表示现场可编程逻辑阵列的是（D ） A PLC B. PLD C. GAL D. FPGA 6多路开关的作用是（A ） A. 完成模拟量的切换 B. 完成数字量的切换 C. 完成模拟量与数字量的切换 D. 完成模拟量或数字量的切换 7采样-保持电路的逻辑端接+5V ，输入端从2.3V 边至2.6V ，输出端为（A ） A 从2.3V 边至2.6V B. 从2.3V 边至2.45V 并维持不变 C. 维持在2.3V D. 快速升至2.6V 并保持不变 8 CD0541的INH 端接地，C 、B 、A 端依次接101B ，（C ）被选通 A IN/OUT 至IN/OUT4共5个通道 B. IN/OUT4通道 C. IN/OUT 5通道 D. 没有通道 9 CD4097的INH 端接+5V ，C ，B ，A 端依次接111B ，（D ）被选通 A X 组的IN/OUT7通道 B. Y 组的IN/OUT7通道 C. X 组和Y 组的IN/OUT7通道 D. 没有通道 10 DAC0832的REF V 端接-5V ，OUT1I 接运算放大器异名端，输入为1000000B ，输出为（B ） A +5V B. +2.5V C. -5V D . -2.5V 11在第18题的基础上，再接一级预算放大器构成双极性电压输出，输入C0H 时，输出为 （A ）
《计算方法》2008试题与答案 一、填空题（每空2分，共20分） (1) 为了提高数值计算精度, 当正数x 充分大时, 应将)1ln(2--x x 改写为 _ln(x -______. (2) 3*x 的相对误差约是*x 的相对误差的_1/3____ 倍 (3).设?? ?? ? ?????---=283012251A ，则∞A =__13______.1A =___14_____ (4) 已知()p x 为二次多项式，满足(2)(2)3P f -=-=, (1)(1)1P f -=-=和 '(1)'(1)1P f -=-=，则()(2)(2)(2)(1)p x f a x b x x =-+++++，这里 a = -2 , b = 3 。 (5) 设32()4321f x x x x =+++，则差商[]3 ,2 ,1 ,0f =__4__[]0, 1, 2, 3, 4f =_0_. (6)n 个求积节点的求积公式的代数精确度最高为_21n -_____次. (7) 求解初值问题1)0(),(50'=+-=y x y y 时，若用改进欧拉方法的绝对稳定域中步长h 不 超过.0.04 二、（10分）用Newton 法求方程2ln =-x x 在区间) ,2(∞内的根, 取03x =， 要求 8110k k k x x x -+-<，计算过程中数值保留8位有效数字。 解 此方程在区间(2, )∞内只有一个根s ，而且在区间（2，4）内。设 ()ln 2f x x x =-- 则 ' 1()1f x x =- ， '' 21()f x x = Newton 法迭代公式为 1ln 2(1ln )11/1 k k k k k k k k x x x x x x x x +--+=- =--， （5分）
北科大考研复试班-北京科技大学自动化学院控制科学与工程考研复 试经验分享 北京科技大学于1952年由天津大学(原北洋大学)、清华大学等6所国内著名大学的矿冶系科组建而成，现已发展成为以工为主，工、理、管、文、经、法等多学科协调发展的教育部直属全国重点大学，是全国首批正式成立研究生院的高等学校之一。1997年5月，学校首批进入国家“211工程”建设高校行列。2006年，学校成为首批“985工程”优势学科创新平台建设项目试点高校。2014年，学校牵头的，以北京科技大学、东北大学为核心高校的“钢铁共性技术协同创新中心”成功入选国家“2011计划”。2017年，学校入选国家“双一流”建设高校。2018年，学校获批国防科工局、教育部共建高校。 学校由土木与资源工程学院、冶金与生态工程学院、材料科学与工程学院、机械工程学院、能源与环境工程学院、自动化学院、计算机与通信工程学院、数理学院、化学与生物工程学院、东凌经济管理学院、文法学院、马克思主义学院、外国语学院、高等工程师学院，以及研究生院、体育部、管庄校区、天津学院、延庆分校组成。现有20个一级学科博士学位授权点，30个一级学科硕士学位授权点，79个二级学科博士学位授权点，137个二级学科硕士学位授权点，另有MBA(含EMBA)、MPA、法律硕士、会计硕士、翻译硕士、社会工作、文物与博物馆和工程硕士等8个专业学位授权点，16个博士后科研流动站，50个本科专业。学校冶金工程、材料科学与工程、矿业工程、科学技术史4个全国一级重点学科学术水平蜚声中外(2017年进入国家世界一流学科建设行列;在第四轮学科评估，冶金工程、科学技术史获评A+，材料科学与工程获评A)，安全科学与工程、环境科学与工程、控制科学与工程、动力工程与工程热物理、机械工程、计算机科学与技术、土木工程、化学、外国语言文学、管理科学与工程、工商管理、马克思主义理论等一批学科具有雄厚实力，力学、物理学、数学、信息与通信工程、仪器科学与技术、纳米材料器件、光电信息材料与器件等基础学科与交叉学科焕发出勃勃生机。 启道考研复试班根据历年辅导经验，编辑整理以下关于考研复试相关内容，希望能对广大复试学子有所帮助，提前预祝大家复试金榜题名！ 专业介绍 控制科学与工程是研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。控制科学以控制论、系统论、信息论为基础，研究各应用领域内的共性问题，即为了实现控制目标，应如何
钢丝的周期炉热处理工艺 周期炉热效率高、装炉量大、操作方便，广泛用于钢丝的软化处理和球化处理，软化处理和球化处理工艺曲线T1、T2表示加热温度，t1、t2和t3 分别表示加热时间、保温时间、冷却方法和时间。毫无疑问，钢丝热处理的先决条件是：热处理炉结构合理、炉温均匀、测温准确、控温得当，在上述基本条件具备的情况下，就可以讨论热处理工艺参数的确定方法了。 1 加热时间 加热时间（t1）指将炉内钢丝的各部位全部加热到预定加热温度所需要的时间，加热时间主要取决于加热温度、装炉量和钢丝密实程度。其中密实度是一个容易忽视的因素，一般说来，冷拉钢丝的密实度大于热轧盘条，从拉丝卷筒上直接下线的密实度大于倒立式下线和“象鼻子”下线，细规格钢丝密实度大于粗规格钢丝。对密实度高的钢丝通常采用在标准加热时间的基础上补加一段时间的方法来保证烧透，以装炉量15t左右的热处理为例，直径大于3.0mm钢丝执行标准加热时间，直径2.0-3.0mm钢丝加热时间增补0.5h，直径小于2.0mm 钢丝加热时间增补1h。 现代化的燃气炉和电炉，热源稳定，保温条件较好，可以用热平衡计算的方法导出加热时间计算公式，以285kW的强对流气体保护退火炉（电加热）为例10，经热平衡计算导出的加热时间计算公式为： t1 （650℃时）=0.61M+3.1 t1 （700℃时）=0.67M+3.5 t1 （720℃时）=0.69M+3.7 t1 （750℃时）=0.75M+4.0 t1 （780℃时）=0.82M+4.4 t1 （800℃时）=0.86M+4.5 t1 （850℃时）=0.93M+5.1 式中：t1—加热时间，h；M—装炉量，t。 经生产验证，加热时间完全符合实际情况。对于水煤气、热煤气加热，或烧煤的老式加热炉，热源不稳定，保温条件较差，炉温控制偏差较大，基本无法进行热平衡计算，可以用直接观察的方法，测出炉中钢丝内外圈，料架上中下部位均达到预定加热温度所需时间，并以此为依据制定热处理工艺。
1.1 自动控制系统的组成 自动控制系统是在人工控制的基础上产生和发展起来的。为对自动控制有一个更加清晰的了解，下面对人工操作与自动控制作一个对比与分析。 图1-1所示是一个液体贮槽，在生产中常 用来作为一般的中间容器或成品罐。从前一个 工序出来的物料连续不断地流入槽中，而槽中 的液体又送至下一工序进行加工或包装。当流 入量Q i(或流出量Q0) 波动，严重时会溢出或抽空。解决这个问题的 最简单办法，是以贮槽液位为操作指标，以改 变出口阀门开度为控制手段，如图1-1所示。 当液位上升时，将出口阀门开度开大，液位上 则关小出口阀门，液位下降越多，阀门关得越 小。为了使液位上升和下降都有足够的余地，选择玻璃管液位计指示值中间的某一点为正常工作时的液位高度，通过改变出口阀门开度而使液位保持在这一高度上，这样就不会出贮槽中液位过高而溢出槽外，或使贮槽内液位抽空而发生事故的现象。归纳起来，操作人员所进行的工作有以下三个方面。 ①检测用眼睛观察玻璃管液位计（测量元件）中液位的高低。 ②运算、命令大脑根据眼睛所看到的液位高度，与要求的液位值进行比较，得出偏差的大小和正负，然后根据操作经验，经思考、决策后发出命令。 ③执行根据大脑发出的命令，通过手去改变阀门开度，以改变出口流量Q0，从而使液位保持在所需要高度上。 眼、脑、手三个器官，分别担负了检测、运算/决策和执行三个任务，来完成测量偏差、操纵阀门以纠正偏差的全过程。 若采用一套自动控制装置来取代上述人工操作，就称为液位自动控制。自动 下面结合图1-2的例子介绍几个常 用术语。 ①被控对象需要实现控制的 简称对象，如图1-2中的液体贮槽。 ②被控变量对象内要求保
材料成形自动控制理论基础总结版 1.自动控制是采用自动检测、信号调节、电动执行等自动化装置组成的闭环控制系统， 它使各种被控变量保持在所要求的给定值上。 2.过程自动化是指在生产过程中，由多个自动控制系统组合成的复杂过程控制系统。 3.生产过程实现自动化的目的是：保证生产过程安全稳定；维持工序质量，用有限资源制 造持久耐用的精美产品；在人力不能胜任的复杂快速工作场合中实现自动操作；把人从繁重枯燥的体力劳动中解放出来；不轻易受人的情绪和技术水平影响，按要求控制生产过程。 4.轧制生产过程的特点：(1)需要模型计算。(2)控制项目众多。(3)调节速度快。(4)参数之 间相互耦合影响。(5) 控制结果综合性强。 5.轧制过程技术现状：(1) 轧钢生产日益连续化。(2)轧制速度不断提高。(3)生产过程计算 机控制。(4) 产品质量和精度高标准交货。(5)操作者具有较高技术水平。 6.轧制自动化目前可以分为对过程的自动控制和对工艺过程的计算机系统控制两部分。 7.计算机控制内容又分为计算机配置方式、信息跟踪方式和动态在线控制算法以及分布 计算机通讯网络四大部分。 8.中国冶金自动化的发展：(1) 在基础控制方面，以PLC、DCS、工业控制计算机为代表的 计算机控制取代了常规模拟控制。(2)在控制算法上，重要回路控制一般采用PID算法。 (3)在电气传动方面，用于节能的交流变频技术普遍采用；国产大功率交直流传动装置在 轧线上得到成功应用。(4)在过程控制方面，计算机过程控制系统普及率有较大幅度提高。 9.自动控制是利用控制系统使被控对象或是生产过程自动按照预定的目标运转所进行的 控制活动。 10.开环控制系统：输出量不会返回影响过程的直接控制系统。 11.闭环控制系统：将输出量反馈回来影响输人量的控制系统，或称为反馈控制系统。 12.自动控制系统：如果将自动检测信号与设定值进行比较，得到与目标信号的偏差，再利 用运算控制器自动完成偏差信号调节和控制信号输出，最后由电动执行器完成调节任务，使偏差得到消除，就成为自动控制系统。 13.轧件厚度闭环自动控制系统：它是借助于测厚仪测出实际的轧出厚度，并转换成相应的 电压信号，然后将它与所要求的目标厚度相当的电压信号进行比较，得到与厚度偏差相当的偏差信号。偏差信号经放大器放大，控制可控桂导通角度，调节电动机通电时间，使压下螺丝向上或向下移动，从而使棍缝相应地改变。 14.复合控制系统：将开环和闭环系统合在一块进行控制的自动控制系统。 15.在机械运动系统中总是存在运动部件的惯性、与运动速度相关的摩擦阻力和工作负荷的 大小不同，因而在自动控制过程中，它们会不同程度地使得执行机构的动作不能及时地随着输人信号变化。 16.系统的暂态品质：调节过程的快慢，振荡次数，以及振荡时被控量与给定值之间的最 大误差。 17.控制系统静态是指被控制量不随时间变化的平衡状态，动态是指被控量随时间变化的不 平衡状态。 18.自动控制系统的性能质量要求：稳定性、准确性、快速性。
《计算机控制系统》课程复习题答案 一、知识点：计算机控制系统的基本概念。具体为 了解计算机控制系统与生产自动化的关系；掌握计算机控制系统的组成和计算机控制系统的主要特性；理解计算机控制系统的分类和发展趋势。 回答题： 1.画出典型计算机控制系统的基本框图； 答：典型计算机控制系统的基本框图如下： 2.简述计算机控制系统的一般控制过程； 答：(1) 数据采集及处理，即对被控对象的被控参数进行实时检测，并输给计算机进行处理； (2) 实时控制，即按已设计的控制规律计算出控制量，实时向执行器发出控制信号。 3.简述计算机控制系统的组成； 答：计算机控制系统由计算机系统和被控对象组成，计算机系统又由硬件和软件组成。 4.简述计算机控制系统的特点； 答：计算机控制系统与连续控制系统相比，具有以下特点： ⑴计算机控制系统是模拟和数字的混合系统。 ⑵计算机控制系统修改控制规律，只需修改程序，一般不对硬件电路进行改动，因此具有很大的灵活性和适应性。 ⑶能够实现模拟电路不能实现的复杂控制规律。 ⑷计算机控制系统并不是连续控制的，而是离散控制的。 ⑸一个数字控制器经常可以采用分时控制的方式，同时控制多个回路。 ⑹采用计算机控制，便于实现控制与管理一体化。 5.简述计算机控制系统的类型。 答：（1）操作指导控制系统； （2）直接数字控制系统； （3）监督计算机控制系统 （4）分级计算机控制系统 二、知识点：计算机控制系统的硬件基础。具体为 了解计算机控制系统的过程通道与接口；掌握采样和保持电路的原理和典型芯片的应用，掌握输入/输出接口电路：并行接口、串行接口、A/D和D/A的使用方法，能根据控制系统的要求选择控制用计算机系统。 回答题： 1.给出多通道复用一个A/D转换器的原理示意图。 2.给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。 3.例举三种以上典型的三端输出电压固定式集成稳压器。 答：W78系列,如W7805、7812、7824等；W79系列，如W7805、7812、7824等 4.使用光电隔离器件时，如何做到器件两侧的电气被彻底隔离？ 答：光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。 5.说明隔离电源的基本作用。 答：为了实施隔离技术，隔离电源可以为被隔离的各个部分提供独立的或相互隔离的电源供电，以切断各个部分间的电路联系。 6.什么是采样或采样过程？
北京科技大学2004年《计算方法》试题及答案 一、判断题(下列各题，你认为正确的，请在括号内打“√”，错的打“×”,每题2分，共12分) 1、任何近似值的绝对误差总是大于其相对误差 （×） 2、3步Adams 隐式法比4步Adams 显式法的绝对稳定性要好。 （√） 3、在任何情况下，求解线性方程组时，Sidel 迭代法总是优于Jacobi 迭代法。 （×） 4、设],[)(b a C x f n ∈，若0)() (≡x f n ，],[b a x ∈，则0],,,[10=n x x x f ，其中 ],[b a x i ∈，n i ,,1,0 = （√） 5、给定n 个数据点，则至多构照1-n 次最小二乘多项式 （√） 6、数值求积公式的代数精确度越高，计算结果越可靠。 （×） 二、填空题(1、2、3小题每空1分，其他题每空2分,共20分) 1、设A 是一个108?的矩阵，B 是一个5010?的矩阵，C 是一个150?的矩阵，D 是 一个801?的矩阵,根据矩阵乘法结合率，ABCD F =可按如下公式计算 （1）[]D BC A F )(= （2）[])(CD B A F = 则公式（1）效率更高，其计算量为1240flops 。 2、设数据21,x x 的相对误差限分别为05.0和005.0，那么两数之商 2 1 x x 的相对误差限为 =)( 2 1 x x r ε0.055。 3、 设?? ? ???-=1123A ，则=1A 4，=∞A 5，=F A 15，=)(A ρ4，=∞)(A cond 4。 4、计算3 a 的割线法迭代公式为2 1 121 113133 1 )()(------++++=---=k k k k k k k k k k k k k k k x x x x x x x x x x x x x x x 5、求解初值问题???=-='0)0() exp(2y x y 的改进后的 Euler 公式为 )]exp()[exp(2 2 121++-+-+=n n n n x x h y y 。 6、将正定矩阵???? ??????--=201032124A 作T LL 分解，则=L ?????? ???????? -8134 22 102 1 002
北京科技大学硕士研究生培养方案 （学科门类：工学一级学科代码：0805 一级学科名称：材料科学与工程） （二级学科代码：080500 二级学科名称：) 一、学科简介 材料科学与工程是研究材料成分、组织结构、制备或合成工艺、材料性能和材料服役之间关系（理论与模型）的科学，致力于材料的性能优化、工艺优化、新材料研发与材料合理应用。在国务院学位委员会颁布的学科目录中，材料科学与工程属于工学门类的一级学科，下设材料物理与化学、材料学和材料加工工程等3个二级学科。 北京科技大学材料科学与工程学科由全国最早设立的金相及热处理专业（1952年）、金属压力加工专业（1952年）、金属物理专业（1956年）和冶金物理化学专业（1956年）发展而来，是全国首批一级学科博士、硕士学位授权学科，拥有全部所属3个二级学科，且均为全国首批二级学科博士、硕士学位授权学科、首批国家重点学科和首批博士后流动站，同时为新金属材料国家重点实验室、高效轧制国家工程研究中心和国家材料服役安全科学中心（筹）等的依托学科。目前设有材料科学与工程、材料物理、材料化学、无机非金属材料、材料成型与控制工程和纳米材料与技术等6个本科专业。 北京科技大学材料科学与工程学科拥有一流的师资队伍，包括中国科学院院士3名，中国工程院院士2名，教育部长江学者计划特聘教授8名，国家杰出青年基金获得者7名，教授110余名，副教授60余名，其中博士研究生导师98名。 二、学位类型及培养目标 本学科授予工学博士学位、工学硕士学位。本学科以培养学术型研究生为主，兼顾培养应用型研究生。 工学博士学位获得者应在材料科学与工程学科上掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，具有独立从事科学研究工作的能力，在科学或专门技术上做出创造性的成果； 工学硕士学位获得者应在材料科学与工程学科上掌握坚实的基础理论和系统的专门知识，具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力。 三、学制、学习年限与学分要求 全日制博士研究生：学制3年，学习年限一般为3~5年，最低学分要求为10学分； 硕博连读博士研究生：学制3年，学习年限自硕士入学起一般为5~6年，最低学分要求为34学分； 学士直攻博士研究生：学制5年，学习年限一般为5~6年，最低学分要求为34学分； 全日制硕士研究生：学制 2.5 年，学习年限一般为2~3年，最低学分要求为26学分。 四、课程设置
北京市科技计划项目课题经费预算编制说明 一、项目课题建议单位在申报项目课题时必须按照北京市科委的规定编制项目课题经费预算。项目课题经费预算的编制应严格遵守目标相关、政策相符、实事求是的原则。 二、课题经费来源包括项目课题建议单位从各个渠道筹集的资金： 市科技经费：指北京市科委拨付的财政经费，包括科三费和科学事业费。 国家有关部委拨款：指除北京市科委以外的其它各级政府（如国家科技部、北京市计委、区科委等）为实施本项目课题拨付的财政经费。 项目依托单位匹配经费：指具有直接行政隶属的主管单位为实施本项目课题拨付的经费。 课题承担单位自筹经费：企业通过其它渠道筹措到的资金，如股东增资、历年的经营利润等。 银行贷款：指为实施本项目课题，项目课题建议单位从经中国人民银行批准的可以经营信贷业务的金融机构处获得的贷款经费。 其它：指未列入以上各项的其它经费来源。 三、课题经费支出即项目课题研究过程中发生的全部费用支出预算： 人员费用：指直接参加项目课题研究人员的工资性费用，包括专职人员费用及外聘人员费用。列入的人员要与项目课题任务书中参加的人员一致，其中：项目课题组人员所在单位有事业费拨款的，由所在单位按照国家规定的标准从事业费中及时足额支付给项目课题组成员，并按规定在项目课题预算的相关科目中列示，不得在国家资助的项目课题经费中重复列支。国家另有规定的，按照有关规定执行。 试验外协费：指研究、开发项目课题所发生的带料外加工或因本单位不具备条件面委托外单位进行试验、加工、测试、计算等发生的费用。发生试验外协费时，必须与协作单位签订合同书。 合作交流费：指项目课题研究过程中需与国内外机构开展合作研究所发生的费用。发生合作费时，必须与合作机构签订相关的合同书。
第一、二章 1.系统定义：由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体。(1) 包含若干部分(2) 各个部分之间存在某种联系(3) 具有特定的功能。 控制对象：泛指任何被控物体（不含控制器）。 控制：使某个控制对象中一个或多个输出量随着时间的推移按照某种预期的方式进行变化。 实现：靠控制系统去完成。 开环系统：不存在稳定性问题，控制精度无法保证。 闭环系统：可实现高精度控制，但稳定性是系统设计的一个主要问题。 2.实现闭环控制的三个步骤一是对被控量(即实际轧出厚度或压下位置)的正确测量与及时报告；二是将实际测量的被控量与希望保持的给定值进行比较、PID计算和控制方向的判断；三是根据比较计算的结果，发出执行控制的命令，使被控量恢复到所希望保持的数值上。 闭环控制系统的基本组成和要求 （1）被控对象（2）被控量（3）干扰量(或叫扰动量)（4）自动检测装置(或叫自动检测环节) （5）给定量(或叫给定值)（6）比较环节（7）调节器（8）执行控制器 古典控制策略主要包括：PID控制、Smith控制和解耦控制。 古典控制策略的应用要满足下面几个条件：(1) 系统应为线性定常系统；(2)系统的数学模型应比较精确；(3) 系统的运行环境应比较稳定。 PID算法的特点 PID算法综合了系统动态过程中的过去、现在以及将来的信息 PID算法适应性好，有较强的鲁棒性 PID算法有一套完整的参数设计与整定方法 PID控制能获得较高的性价比 对PID算法的缺陷进行了许多改良 形成具有实用价值的复合控制策略 PID控制的显著缺点是不适于 具有大时滞的被控系统( G(s)e- s ) 变参数及变结构的被控系统 系统复杂、环境复杂、控制性能要求高的场合 3.PID控制完全依靠偏差信号调节会带来很大调节延迟。对偏差信号进行比例、积分和微分调节运算称为PID控制，它可以提高控制品质。这是将偏差放大或通过微分给与短时间的强烈输出，加快启动，减少死区。积分是将偏差累积起来，进行调整，达到消除静差的目的。减少比例放大或增加对象变动的阻尼可以减少震荡幅度，但也降低系统响应频率。 自适应控制 基本思想：在控制系统的闭环回路之外建立一个由参考模型和自适应机构组成的附加调节回路。系统用参考模型的输出代表系统的理想输出，当系统运行过程中发生参数或特性的变化时，输出与期望输出之间的误差进入自适应机构，由自适应机构进行运算后，制订出改变控制器参数的策略，或对控制对象产生等效的附加控制，使输出与期望输出趋于一致。 变结构控制 变结构控制策略与其它控制策略的根本区别在于：控制器的结构是不固定的，可根据控制对象所处的状态改变。 神经网络控制的特点 (1)具有对大量信息的分布存贮能力和并行处理能力； (2)具有对多种形式信息(如图像、语音、数字等)的处理和利用能力； (3)具有很强的处理非线性问题的能力； (4)具有对不确定问题的自适应和自学习能力。 神经网络控制应用方式基本分为两类：单神经元和神经网络。 4.自动控制自动控制是采用自动检测、信号调节（包括数字调节器、计算机）、电动执行等自动化装置，组成的闭环控制系统，它使各种被控变量（如流量、温度、张力、轧机辊缝和轧机转速等）保持在所要求的给定值上。过程自动化是指在生产过程中，由多个自动控制系统组合的复杂过程控制系统。 5.自动控制目的生产过程实现自动化的目的是：提高工序质量，用有限资源，制造持久耐用的精美产品；在人力不能胜任的复杂快速工作场合中实现自动操作；把人从繁重枯燥的体力劳动中解放出来；不轻易受人的情绪和技术水平的影响，稳定工序质量。实现自动