浅谈机电控制系统的设计与分析
发表时间：2018-11-21T15:52:43.927Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第21期作者：黎志盈
[导读] 在此基础上，以机械工业为视角，阐述了电气控制系统在设计电气控制系统时的相关结构，如设计功能体现了粗糙的相关内容。广东福德电子有限公司
摘要：目前，机械制造业的电气控制系统已初步达到自动化综合管理水平。然而，为了强调切实保障电气控制系统的自动功能，和设备维护工作的工作负载和控制设备的技术开发成本，一定会强调电气控制系统设计原则应该能够突出良好的兼容性，可靠性，完全和操作强自动化多样性的优势。在此基础上，以机械工业为视角，阐述了电气控制系统在设计电气控制系统时的相关结构，如设计功能体现了粗糙的相关内容。
关键词：机械；电气；控制系统；设计
引言：机械制造工业生产设备的中央控制系统主要是指二次设备控制电路，是设备电气控制系统的另一个名称。也就是说，如变电站主要电气设备管理相关行业中使用的生产设备通常需要大量的电气设备配套应用一些补贴，辅助质量组件中使用的电路控制系统，实现一、二次设备和可靠的操作，如低压断路器、高频波阻力，以及绝缘监控装置等电气元件的应用，确保在二次回路控制系统中实现在运行中，高度自动化的运行状态完成任务无监督的生产指标，实现在主设备和辅助设备运行中自动无人值守。因此，设计二次设备的电气控制电路，体现其兼容性功能是非常重要的。
一、电气控制系统的设计应该能够反映板间的功能自动化
二次设备控制电路在设计阶段需要考虑各设计板系统的自动功能实现。同时，在电气控制系统中，分散设计和集中设计应强调各种板的设计原则。前者强调的是对二次设备回路的控制开关进行保护，同时其系统运用功能可在开关柜上充分体现，功能相对分布，比方说监测参数、中枢控制、紧急报警等板块的功能都能均匀分布在开关柜上。后者，强调的是以上罗列功能的集中反映，即强调这些功能正常发挥时可凭借光纤总线对其信号进行控制与传递，进而达到控制、监测整个二次设备控制回路有关功能是否实现的这一目的，为充分实现自动化工作提供充分实施基础。
二、电气控制系统的设计应反映报警系统功能的进一步完善
故障报警功能是电气控制系统的重要功能部分。通过电气设备的正常自动化，以无人值守的形式进行组织，对机械设备的运行进行实时监控。同时，曾经说过的设备显示参数异常引起的故障，电气控制系统的自动化应该能够各种控制面板故障数据采集和测量和数据收集的结果通过监测总线传输到计算机系统，以实现对力学参数的分析，设备故障准确定位故障点。因此，报警系统的设计策略应强调故障数据的有效采集，实现总线监控。
三、控制部分设计
1任务的确定。在进行系统设计之前，必须对控制对象的工作过程进行深入调查、分析，熟悉其工艺过程，了解系统是否有特殊要求，确定系统所要完成的任务。
2选择系统的主机机型。在控制任务确定后，应对系统所需要的硬件做出初步的估计和选择，这是计算机控制系统设计的一个特点，主机是整个控制系统的核心，它的选择将对整个系统产生决定性的影响。在具体选择系统的主机机型时，可以选择工业PC、PLC、智能仪表等设备，设计者只需根据控制任务选择相应的硬件配置，再配以软件设计，即可完成控制任务的设计。
3确定控制算法。工业生产过程中计算机控制系统控制效果的优劣主要是由算法决定。算法建立在控制对象的数学模型上，即描述各控制量与各输出量之间的数学关系，因此，应建立系统的数学模型，并确定系统的控制算法。控制算法直接影响控制系统的调节，是决定整个系统性能指标的关键。由于控制系统种类繁多，控制算法也各不相同，每个控制系统都有一个特定的控制规律，并且有相应的控制算法。
四、二次设备控制电路的设计应体现其可行性和兼容性
二次装置控制回路的设计策略应强调设计的简单性和可靠性，即设计方案具有充分的可行性依据，设计意图简单直接。举例而言，控制设备内的继电气更可以更新以往传统继电气，替换成多功能继电气，同时二次节点也可以简化处理，采用分布式功能发挥显著的主控室与设备开关柜接线设计，最终实现开关柜和主控中枢的有效对接及全面控制，使电气控制系统接线设计更为简易且直接。由此可见，二次设备回路各个功能模块的设计强调的是功能拓展性、优化性、以及功能兼容性，更易激发数字、逻辑控制的功能优势；同时总线控制设计优化可以结合计算机及终端串行通信接口（RS―232/422/485）进行完善，以使得二次设备与数据通讯系统实现数据收发的高效互联。此外，当二次设备回路自动化设计策略已经决定后，应能就设备系统的单机组运行特点加以分析与评估，以保证设计策略能够灵活应用。比如对设备发动机励磁系统的启励控制、灭磁及减磁等控制方式进行优化，能够有效控制发动机无功负荷，以增强设备的可靠运行性能。
五、电气控制系统的设计应强调总线监控的作用
1优化监控与通讯
当前，机械制造业下的设备电气控制系统中能够高度体现自动化不仅是因为满足行业生产需要，同时也是摆在客观市场经济要求下机械制造行业的一项重点工作技术挑战任务。因此，对于一、二次控制设备的可靠性运行，强化二次设备控制回路的设计工作，促进抓好制造生产就成为了机械制造业的重点工作指标。同样，抓好生产车间安全生产，设备的电气控制系统应能周全设计总线监控，即强调不同作业时期间隔发挥出不同总线监管功能，以不断提高控制系统的整体自动化运行成果。基于此，在设计阶段内科应着重对I/O卡件、端子柜、隔离设施、模拟量变送器等设备及电元件进行分析，以保证电气控制系统的设计方案具备高度可行性。同时，设计安装组件时期应能采用监控与通讯进行互联的形式，对设备元件安装进行监控，从而达到控制二次设备回路设计成本的主要目的。
2保持二次设备回路各功能板块的相对功能独立性
电气控制系统中的综合性自动化功能实现需要保证各个板块功能的监控能相对独立，以利各个组件设计、安装、调试等能够通过独立性的技术参数监管实现灵活运用。比如，当自动化二次设备回路中如若其中一个装置发生故障以后，该装置元件具备技术参数的独立性功
控制系统设计及分析 一、SISO 控制系统的模型 1、环节串联 G(s)=G1(s)*G2(s)*…*Gn(s) sys=sys1*sys2*…*sysn 或: sys=series(sys1,sys2); sys==series(sys,sys3); …; sys=series(sys,sysn) 或： [num,den]= series(num1,den1,num2,den2); [num,den]= series(num,den,num3,den3); …; [num,den]= series(num,den,numn,denn); sys=tf(num,den) Ex311.m ：求三个控制环节串联后的传递函数： 3 25 6: 3)1(32: 2) 1(1: 12 2+++++++s s sys s s sys s s s s sys %sys1的传递函数 num1=[1,1]; den1=conv([1,0],[1,1,1]); sys1=tf(num1,den1);
%sys2的传递函数 num2=[2,3]; den2=conv([1,1],[1,1]); sys2=tf(num2,den2); %sys3的传递函数 num3=[6,5]; den3=[2,3]; sys3=tf(num3,den3); %系统串联总的传递函数 sys=sys1*sys2*sys3 2、环节并联 G(s)=G1(s)+G2(s)+…+Gn(s) sys=sys1+sys2+…+sysn 或: sys=parallel(sys1,sys2);sys=parallel (sys,sys3);…; sys= parallel (sys,sysn) 或: [num,den]= parallel (num1,den1,num2,den2); [num,den]= parallel (num,den,num2,den2); …; [num,den]= parallel (num,den,numn,denn);
第1章软件工程基础知识 1.1软件工程知识体系 ●软件需求（Software Requirements） ●软件设计（Software Design） ●软件构造（Software Construction） ●软件测试（Software Testing） ●软件维护（Software Maintenance） ●软件配置管理（Software Configuration Management） ●软件工程管理（Software Engineering Management） ●软件工程过程（Software Engineering Process） ●软件工程工具和方法（Software Engineering Tools and Methods） ●软件质量（Software Quality） 1.2软件生存周期与软件开发模型 ● 1.2.1 软件生存周期 ●Boehm定义的软件生存周期模型 ●GB 8566-1988定义的软件生存周期模型 ●GB/T 8566-1995定义的软件生存周期过程模型 ●GB/T 8566-2001定义的软件生存周期过程模型 ●UP定义的软件生存周期模型 ● 1.2.2 软件开发模型 ●瀑布模型（waterfall model） ●快速原型模型（rapid prototype model） ●演化模型（evolutionary model） ●增量模型（incremental model） ●螺旋模型（spiral model） ●喷泉模型（water fountain model） 1.3软件质量模型与软件质量管理 ● 1.3.1 软件质量模型 ●软件产品的内部质量、外部质量和使用质量 ●质量特性、质量子特性和度量 ●功能性：适宜性、准确性、互用性、依从性、安全性 ●可靠性：成熟性、容错性、可恢复性 ●可用性：可理解性、易学性、可操作性 ●效率：时间特性、资源特性 ●可维护性：可分析性、可修改性、稳定性、可测试性 ●可移植性：适应性、易安装性、一致性、可替换性 ● 1.3.2 软件质量管理 ●质量需求分析 ●质量计划 ●质量保证 ●质量控制 ●质量改进 ●软件质量管理体系
鞋店进销存管理系统 一.项目背景 随着计算机技术的不断发展, 它已经成为人们工作和生活中不可缺少的工具。早在1954年，银行、大公司和大企业纷纷采用计算机进行账户和账目管理、生产管理、库存管理、销售管理、统计报表等。从数据的收集、存储、整理到检索统计，应用的范围日益扩大，使计算机的应用很快超过科学计算，成为最大的计算机应用领域。 鞋店管理的特点是信息处理量比较大，所存的鞋种类多，而且由于进货单、销售单、需求单等单据发行量特别大，关联信息多，查询和统计的方式各不相同等原因,因此在管理上实现起来有一定困难。在管理的过程中经常会出现信息的重复传递，单据报表种类繁多，各个部门管理规格不统一等问题。 在本系统的设计过程中，为了克服这些困难，满足计算机管理的需要,我们采取了下面的一些原则： 1、统一各种原始单据的格式，统一账目和报表的格式。 2、删除不必要的管理冗余，实现管理规范化、科学化。 3、程序代码标准化，软件统一化，确保软件的可维护性和实用性。 4、界面尽量简单化，做到实用，方便，尽量满足书店中不同层次员工 的需要。 二.定义 “鞋店进销存管理系统”为用户提供添加、修改、查询、退货操作等服务。用户在登陆界面输入用户名，密码后系统核对正确进入系统内部。系统就要求用户选择事务类型（添加、修改、查询、退货等），直至用户选择退出应用服务，询问用户是否退出应用服务，如果用户选择结束，系统重回登陆界面。用户进入添加界面后，首先可以输入的数字必须大于等于100），否则系统显示输入有误。用户点击确认后，由系统查询，判断该取值是否超出库存量，如果没有，则系统会显示确认界面，用户单点击“确认”后，系统自动生成账单，并在后台进行工作，系统进行清
实验五、基于MATLAB工具箱的控制系统分析与设计(2学时) （综合型实验） 一、实验目的 （1）掌握线性时不变系统的对象模型的构造及其相互转换； （2）掌握线性时不变系统浏览器——LTI Viewer使用方法； （3）掌握单变量系统设计工具——SISO Design Tool的使用方法； （4）掌握非线性系统的控制器优化设计和仿真； （5）自行设计一个PID控制系统并进行PID控制器的优化设计（选）。 二、实验设备 MATLAB6.1系统教学软件及计算机一台。 三、实验内容 1、将下述传递函数转换成tf对象。 2、将第6章的例6-16中非线性系统进行线性化处理后所得线性化状态空间模型的系数矩阵(A,B,C,D)的值转换成LTI对象，然后利用线性时不变系统浏览器—LTI Viewer对系统进行分析。 3、使用 LTI Viewer对以下滑艇系统的动力学方程进行非线性系统的线性分析 4、以下单位反馈系统。利用单变量系统设计工具SISO Design Tool。（1）对其进行分析，画出系统的根轨迹图以及系统波特图，并求解相位裕量。 （2）对以上系统进行串联校正装置，其传递函数如下。 对校正后进行分析，画出校正后系统的根轨迹图以及系统波特图，并求解相位裕量。 5、对以下系统。 要求系统单位阶跃响应的最大上升时间为10秒、最大调节时间为30秒、最大超调量为20%。利用非线性控制器设计模块集（Nonlinear Control Design Blockset），试求PID控制器的最佳整定参数Kp、Ki和Kd。假设，三阶线性对象模型的不确定参数：40< a1<50,2.5< a2<10。
《系统分析与设计》复习题 一、复习要点 1.系统是由处于一定环境中的若干相互联系和相互作用的要素组成并为达到整体目的而存在的集 合。 2.信息系统是指利用计算机、网络、数据库等现代信息技术，处理组织中的数据、业务、管理和 决策等问题，并为组织目标服务的综合系统。信息系统开发的步骤是，在系统规划后，循环进行系统分析、系统设计、系统构建与实施、系统评价工作。信息系统的经济效益可分为三大类：一次性收益，非一次性收益和不可定量的收益 3.系统规划阶段的任务是对组织的环境、战略、目标、现行系统的状况进行初步调查，根据组织 目标和发展战略，确定信息系统的发展战略，对建设新系统的需求做出分析和预测，同时考虑建设新系统所受的各种约束，研究建设新系统的必要性和可能性。对于确定的信息系统项目，要明确其目标，并对目标进行权衡和量化。 4.系统分析的主要活动有系统初步调查、系统可行性研究、系统详细调查研究和新系统逻辑方案 的提出，主要任务是尽可能弄清用户对信息的需求，完成新系统的逻辑设计，规定新系统应当做什么。 5.常用的调查研究的方法有问卷调查法、召开调查会、业务实践、专家访谈、电子问卷。如果系 统初步调查结果表明，拟开发项目有必要也有可能进行时，可向主管单位提出系统开发建议书,需要进行可行性研究安排。 6.可行性研究又叫可行性分析，它是所有工程项目在开始阶段必须进行的一项工作。可行性研究 是指项目正式开发之前，先投入一定的精力，通过一套准则，从经济、技术、社会等方面对项目的必要性、可能性、合理性，以及项目所面临的重大风险进行分析和评价，得出项目是否可行的结论。可行性研究的主要成果是可行性研究报告和系统开发任务书。 7.需求分析是强调用户对新开发的信息系统的需要和要求，结合组织的目标、现状、实力和技术 等因素，通过深入细致的分析，确定出合理可行的信息系统需求，并通过规范的形式描述需求的过程。需求分析结束时，应当提出需求分析报告交上级审查。信息系统需求分为功能需求和非功能需求两类。 8.系统设计用来确定系统的结构，即系统的组成以及各组成成分之间的相互关系，详细设计用来 确定模块内部的算法和数据结构，产生描述各模块程序过程的详细设计文档。系统设计是对系统分析的深化和细化，其目的是提出能够指导信息系统实现的设计方案。系统实施以系统分析
北京理工大学珠海学院 《计算机仿真》课程设计说明书题目: 控制系统建模、分析、设计和仿真 学院：信息学院 专业班级：自动化四班 学号： 学生姓名： 指导教师： 2012年 6 月 9 日
北京理工大学珠海学院 课程设计任务书 2011 ～2012 学年第2学期 学生姓名：专业班级： 指导教师：范杰工作部门：信息学院 一、课程设计题目 《控制系统建模、分析、设计和仿真》 本课程设计共列出10个同等难度的设计题目，编号为：[0号题]、[1号题]、[2号题]、[3号题]、[4号题]、[5号题]、[6号题]、[7号题]、[8号题]、[9号题]。 学生必须选择与学号尾数相同的题目完成课程设计。例如，学号为09xxxxxxxx2的学生必须选做[2号题]。 二、课程设计内容 （一）《控制系统建模、分析、设计和仿真》课题设计内容 最少拍有波纹控制系统
[8号题] 控制系统建模、分析、设计和仿真 设连续被控对象的实测传递函数为： 用零阶保持器离散化，采样周期取0.02秒，分别设计一单位加速度信号输入时的最少拍有波纹 控制器Dy(z)和一单位速度信号输入时的最少拍无波纹控制器Dw(z)。具体要求见（二）。 （二）《控制系统建模、分析、设计和仿真》课题设计要求及评分标准【共100分】 1、求被控对象传递函数G(s)的MATLAB 描述。（2分） 2、求被控对象脉冲传递函数G(z)。（4分） 3、转换G(z)为零极点增益模型并按z-1形式排列。（2分） 4、确定误差脉冲传递函数Ge(z)形式,满足单位加速度信号输入时闭环稳态误差为零和实际闭环系统稳 定的要求。（6分） 5、确定闭环脉冲传递函数Gc(z)形式，满足控制器Dy(z)可实现、最少拍和实际闭环系统稳定的要求。 （8分） 6、根据4、5、列写方程组，求解Gc(z)和Ge(z)中的待定系数并最终求解Gc(z)和Ge(z) 。（12分） 7、求针对单位加速度信号输入的最少拍有波纹控制器Dy(z)并说明Dy(z)的可实现性。（3分） 8、用程序仿真方法分析加速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。（7分） 9、用图形仿真方法(Simulink)分析单位加速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。（8分） 10、确定误差脉冲传递函数Ge(z)形式,满足单位速度信号输入时闭环稳态误差为零和实际闭环系统稳 定的要求。（6分） 11、确定闭环脉冲传递函数Gc(z)形式，满足控制器Dw(z)可实现、无波纹、最少拍和实际闭环系统稳 定的要求。（8分） 12、根据10、11、列写方程组，求解Gc(z)和Ge(z)中的待定系数并最终求解Gc(z)和Ge(z) 。（12分） 13、求针对单位速度信号输入的最少拍无波纹控制器Dw(z)并说明Dw(z)的可实现性。（3分） 14、用程序仿真方法分析单位速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。（7分） 15、用图形仿真方法(Simulink)分析单位速度信号输入时闭环系统动态性能和稳态性能。（8分） 16、根据8、9、14、15、的分析，说明有波纹和无波纹的差别和物理意义。（4分） ) 7)(5)(2()6)(1(879)(2+++++= s s s s s s s G
机电控制系统分析与设计复习题 一、填空题 1.机电控制系统的执行器也称为，该执行器，常用有、、 等。 2.控制器的常用控制规律有、、。 3.获取系统数学模型主要有、验等方法。 4.闭环控制是将输出量到输入端，用经过运算进行控制。 5.闭环控制系统的开还增益越，系统越容易稳定。 6.闭环控制系统中加入控制规律的主要目的是提高系统的稳定性。 7.传感器的主要任务是将信号转换成信号 8.常用运算放大器构成放大器、放大器、放大器。 9.同相放大器输入信号极性与输出信号极性。 10.PWM是的英文缩写。 11.用在液压系统中供电为直流24伏中的伺服阀的最大电流约毫安。 12.读取A/D转换结果最快方法是、最慢方法是、中等是。 13.机电控制系统控制方式有、、控制。 14.开还控制是直接用进行控制，与输出量关系。 15.闭环控制系统的开环增益值越，系统越不容易稳定。 16.闭环控制系统中加入的主要目的是消除系统的稳态误差。 17.常用传感器输出的信号有信号、信号、信号。 18.反相放大器输入信号极性与输出信号极性。 19.如果输入到比较器的信号存在小波动，应选用比较器。 20.一个机电一体化系统中一般由、、、 和五大组成要素有机结合而成。 21.构成机电一体化系统的组成要素其内部及相互之间都必须遵循、、与四大原则。 22.机电控制技术的核心内容是。 23.从控制目标进行分类，机电控制技术可以分成和。 24.同一转轴上之间的函数关系，称为生产机械的机械特性。
25.多轴机电传动系统折算的原则遵循和。 26.机电传动系统产生过渡过程的原因是系统本身是一个惯性系统。存在、和。 27.改善机电传动系统过渡过程的方法主要有和。 28.电机是一种基于和而实现机电能量转换的机械装置，发电机将机械能转换成电能，电动机将电能转换成机械能。 29.常用电机主要分为和两大类。 30.无论是直流发电机还是直流电动机，由于转子线圈在磁场中转动(作切割磁力线运动)，则线圈中必然产生。其大小取决于、、电机的转速以及绕组导体数和连接方法。 二、简答 1、机电控制系统的基本要求？ 2、机电控制系统的基本结构？画图说明 3、组成控制系统的基本环节有哪些？ 4、什么是系统的频率特性？ 5、什么是自动控制？ 6、控制系统的基本要求有哪些？ 7、什么是自动控制系统？ 8、反馈控制系统是指什么反馈？ 9、什么是反馈？什么是正反馈？什么是负反馈？ 10、什么叫做反馈控制系统 11、控制系统按其结构可分为哪3类？ 12、举例说明什么是随动系统。 13、自动控制技术具有什么优点？ 14、对于一般的控制系统，当给定量或扰动量突然增加某一给定值时，输出 量的暂态过程可能有几种情况？ 15、差动变压器式位移传感器都是根据什么原理工作的？ 16、电液比例流量控制的作用是什么？在顺序控制系统中采用比例控制技术 比传统液压控制技术有何优点？ 17、自动控制系统有那些环节构成？并说明各环节的作用。
检测传感技术在机械工业当中的应用随着机械制造业在我国的迅速发展，诞生了许许多多的机械设备，用于不同的领域生产中，而在不同的领域中，不同的机械设备有着不同的作用。这些机械设备能帮助人们完成人们不能的任务，并使机械生产任务更加快速，甚至能实现全自动化生产制造。而要更加精确的完成机械加工，传感技术的发展为其提供了很好的平台。一．传感技术的概念 传感技术是关于从自然信源获取信息，并对之进行处理（变换）和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器（又称换能器）、信息处理和识别的规划设计、开发、制/建造、测试、应用及评价改进等活动。传感技术是当前代表国家综合科研水平的重要技术，传感技术的具体应用是传感技术转化的重要途径和方法。加强对传感技术应用的研究也是了解传感技术发展现状并对其未来发展进行预测的基础和前提。主要传感技术大概可分为光电传感技术、多传感技术和生物传感技术，其中光电传感技术又称为光传感技术，是将光信号转化为电信号的一种传感技术。光电传感技术可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等，也可用来检测能转换成光电量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度、以及物体形状、工作状态等，光电传感技术具有非接触、响应快、性能可靠等特点，目前主要应用于工业自动化装置和机器人技术中。
二．传感技术的发展 早期由于敏感技术的落后，主要是直接机械量输出或电参量输出的机械型传感器。随着微电子加工技术的发展，产生了固态敏感元件。利用材料的不同特性和物理量、化学效应，制成了敏感元件传感器。纤维光学的飞速发展，随后也使光纤进入传感检测领域。现在，生物传感器成为传感器发展的一个新方向，是集现代生物技术与先进电子技术于一体的高科技产品。传感检测技术的发展，无疑也使机械手得到了升级换代。传感检测技术用于检测系统本身、操作对象和作业环境的状态，为有效控制系统的运行提供了必须的相关信息。随着熄灯号程度的进一步加强，传感检测技术已渗透到军事、医疗、环保、能源、服务、娱乐等各个领域。 三．传感技术在我国机械领域的应用 传感器就是运用传感技术发展而成的一种检测装置，它是将各种非电量按一定规律转接成电量输出的装置，以便于对其进行分析处理和调整受控制装置的工作状态，先进的传感器大多与微处理器结合形成自控装置。 光电传感器在机械中的应用：光电传感器由于反应速度快,能实现非接触测量,而且精度高、分辨力高、可靠性好,加之半导体光敏器件具有体积小、质量小、功耗低、便于集成等优点,因而被广泛应用于军事、检测与农业机械等多种领域中。光电传感器具有一下几个优点：①检测距离长。②对检测物体的限制少。③响应时间短。④分辨率高。能通过高级设计使投光光束集中在小光点，或通过构成特殊的受光光
一、名词解释 1、软件维护指软件交互使用之后，为了改正软件中的错误或满足新的需求而修改软件的过程。 2、调试在成功地进行了测试之后，进一步诊断和改进程序中存在的错误过程。 3、可行性研究又叫可行性分析，它是所有工程项目在开始阶段必须进行的一项工作。可行性研究是指项目正式开发之前，先投入一定的精力，通过一套准则，从经济、技术、社会等方面对项目的必要性、可能性、合理性，以及项目所面临的重大风险进行分析和评价，得出项目是否可行的结论。 4、结构化程序设计是一种设计程序的技术，采用自顶向下、逐步细化的设计方法和单入口、单出口的控制技术，任何程序都可以通过顺序、选择和循环3种基本控制结构的复合实现。 5、信息系统在其使用过程中随着生存环境的变化，要不断维护、修改，当它不再适应需求的时候就要被淘汰，就要由新系统代替老系统，这种周期循环称为信息系统的生命周期。 6、供应链管理系统就是为了实现供应链上各企业的共同目标，对整个供应链的物流与信息流进行集成的管理和统一协调的计算机软件系统、网络与通信系统、有关数据、规章制度和人员的统一体。 7、这是在现代信息技术的基础上，交叉管理学、行为科学、运筹学，控制论等学科运用、人工智能、专家系统、知识工程等理论和方法，辅助支持企业，决策活动的信息系统。 8、信息系统是指利用计算机、网络、数据库等现代信息技术，处理组织中的数据、业务、管理和决策等问题，并为组织目标服务的综合系统。 9、数据字典为了对数据流程图中的各个元素进行详细的说明，数据字典的主要内容是对数据流程图中的数据项、数据结构、数据流、处理逻辑、数据存储和外部实体等几个方面进行具体的定义。数据字典配以数据流程图，就可以从文字和图形两个方面对系统的逻辑模型进行完整的描述。 二、填空 1、按照生命周期法建设信息系统过程中的主要文档有:系统开发立项报告,( 可行性研究报告),系统开发计划书,( 系统分析说明书),系统设计说明书,程序设计报告,系统测试计划与测试报告,系统使用与维护手册,系统评价报告,系统开发月报与系统开发总结报告. 2、描述程序处理过程的工具称为过程设计工具，可以分为图形、表格和语言3类。其中图形工具包括(程序流程图)、(N-S图)和(PAD图)；表格工具包括(判定表)和(判定树)；语言工具包括
《软件系统分析与设计》 期末大作业 选题名称：游戏平台管理系统设计人：徐文豪刘青海 赖超宇甘智宏 班级：软工143班 南昌大学软件学院 2016.6.1
目录 一、整体描述 (2) 二、需求分析 (3) 三、系统功能概况 (4) 四、类的属性与方法 (5) 五、系统界面界限 (11) 六、设计模型 (13) 七、设计原则 (17) 八、设计模式······················
一、整体描述 随着移动通讯的发展，手机应用也越来越多，其中，游戏应用占据了很大的比重，游戏平台管理系统是整合了大量游戏应用，以及玩家线上交流的平台。 主要受众群：拥有移动端或电脑端的人群。 应用前景：移动互联的发展为游戏平台的发展提供了很大的生存空间，应用前景十分广阔 盈利方式：向平台中游戏的开发商收取一定的费用，游戏玩家向游戏中注入资金时，收取一定比例的游戏收入。 面临的困难：游戏平台前期的推广，提高游戏平台本身对开发商和游戏玩家的吸引力，游戏平台能否适应大部分游戏玩家的要求。 玩家首先要注册账号，然后就可以在上面下载游戏应用，上传自己的游戏资源。同时，根据玩家的活跃程度获取相应积分，用积分可以兑换游戏礼包，也会根据玩家等级在游戏装备上给与相应的优惠和等级奖励。玩家在每一款游戏的评论区都可以交流游戏经验，提出意见和建议，以便游戏及时更新，弥补相应不足。玩家也可以建立游戏工会，不同游戏的玩家都可以加入，分享自己的游戏心得或者转赠游戏装备或积分。
二、需求分析 时间when：游戏厂商：随时；注册用户：随时；管理人员：正常工作时间。 地点Where：游戏厂商，管理人员：工作地点；注册用户：随地 人员who：游戏厂商，管理人员，注册用户， What：游戏厂商：推广游戏，管理人员：扩大服务，盈利；注册人员：玩游戏。 Why：游戏厂商：推广力度不大，效果不好，管理人员：方便管理，注册用户：良好的游戏环境。 性能Performance：系统提供服务的效率，响应时间快，由于是手机端的APP吞吐量不需要太大。 成本Cost：实现系统需要付出的代价，耗费****元 时间Time：2016年6月3日 可靠性Reliability: 需要系统长时间正确运行的能力 安全性Security: 由于该平台会涉及资金的流动，所以需要对信息安全的保护能力。 合规性Compliance: 需要符合各种行业的标准，法律法规，规范。技术性Technology:要求基于安卓平台开发。 兼容性Compatibility:需要与一些支付平台进行兼容能力。还有对游戏的兼容性。
一、单选题 1. 关于企业中物流与信息流的正确的提法是：（ B ） B. 信息流是双向的 2. 关于系统分析错误说法是：（ D ） D. 进行程序设计 3. 开发人员获得企业领导意见的最好形式是：（ C ）C. 面谈 4. 以下哪种数据库语言可以实现对数据表中数据的查找等操作 B. 数据操纵语言 5. 以下结构中，不属于结构化语言的结构是：（ D ） D. 层次 6. 实体关系图中，商品实体与顾客实体之间存在如下关系：（ C ）C. 多对多 7. 系统规划的主要特点是：（ D ） D. 与企业发展战略相适应 8. 在系统分析阶段抽象地反映信息的流动、处理、存储和使用的工具是： A. 数据流程图 9. 系统分析员最基本和重要的能力是：（ C ）C. 与人沟通的能力 10. 在下述各项中，属于数据库最主要的特点是：（ D ） D. 数据共享 11. 管理信息系统开发失败的最主要原因：（ B ） B. 目标含糊 12. 在数据库系统中，数据操作的最小单位是：（ B ） B. 字段 13. 实体关系图中，产品实体与零件实体之间存在如下关系：（ C ） C. 多对多 14. 系统开发工作的目的和出发点是：（C ）C. 满足用户要求 15. 数据流程图的外部项的作用是： B. 系统之外提供或获得数据的组织机构或个人 16. 所谓的逻辑模型就是对信息系统的功能抽象地加以定义和描述，暂时不涉及到其实现的：（ D ） D. 具体技术手段 17. 在管理信息系统的开发生命周期中的哪个阶段，开发人员与用户之间的接触最多：（ A ）A. 系统分析阶段 18. 数据流图中的哪个要素是建立新系统的功能模块的基础： C. 数据处理 19. 全程参与整个信息系统生命周期过程的人员是：（ B ） B. 系统分析员 20. 对于影响大、出现概率高的信息系统风险采用的主要措施是：（ B ） B. 控制
一、简述题（每小题10分，共100分） 1、机电控制系统的基本要求？ 答：稳定性（长期稳定性）、准确性（精度）和快速性（相对稳定性）. 稳定性：对恒值系统要求当系统受到扰动后,经过一定时间的调整能够回到原来的期望值. 对随动系统,被控制量始终跟踪参据量的变化.稳定性是对系统的基本要求,不稳定的系统不能实现预定任务.稳定性,通常由系统的结构决定与外界因素无关. 快速性：对过渡过程的形式和快慢提出要求,一般称为动态性能.稳定高射炮射角随动系统,虽然炮身最终能跟踪目标,但如果目标变动迅速,而炮身行动迟缓,仍然抓不住目标. 准确性：用稳态误差来表示.如果在参考书如信号作用下,当系统达到稳态后,其稳态输出与参考输入所要求的期望输出之差叫做给定稳态误差.显然,这种误差越小,表示系统的输出跟随参考输入的精度越高. 由于被控对象具体情况的不同,各种系统对上述三方面性能要求的侧重点也有所不同.例如随动系统对快速性和稳态精度的要求较高,而恒值系统一般侧重于稳定性能和抗扰动的能力.在同一个系统中,上述三方面的性能要求通常是相互制约的.例如为了提高系统的动态响应的快速性和稳态精度,就需要增大系统的放大能力,而放大能力的增强,必然促使系统动态性能变差,甚至会使系统变为不稳定.反之,若强调系统动态过程平稳性的要求,系统的放大倍数就应较小,从而导致系统稳态精度的降低和动态过程的缓慢.由此可见,系统动态响应的快速性、高精度与动态稳定性之间是一对矛盾. 2、机电控制系统的基本结构？画图说明 答：机电控制系统是机电控制技术的具体表现形式，通过控制器并合理选择或设计放大元件、执行元件、检测元件与转换元件、导向与支承元件和传动机构等．使机电装备达到所要求的性能和功能。机电控制系统是 机电一体化 产品及系统中承担着控制对象输出，并按照指令规定的规律变化的功能单元，是机电一体化产品及系统的重要组成部分。机电控制系统是一种自动控制系统。 机电控制系统一般由指令元件，比较、综合与放大元件，转换与功率放大元件，执行元件，工作机构，检测与转换元件等6部分组成，如图1．4所示。为了研究问题方便，通常又把指令元件和比较、综合与放大元件合称为 控制器 (控制元件)；将转换与功率放大元件和执行元件合称为机电动力机构；机电动力机构和工作机构合称为被控对象。对于控制精度要求不高且执行元件的输出能够按其给定规律运动时，可以采用开环控制。此时检测与转换元件也可以没有；但为了显示与检测，系统中仍应装有检测与转换元件。
系统由若干可以相互区别、相互联系并且各自独立的子系统组成。各个子系统之间同样是独立而又相互联系的。系统具有集合性、相关性、目的性、整体性和环境适应性。在开发完成一个软件项目的过程中，系统工程必须经过开发阶段、建造阶段、运行阶段、更新阶段、 维护阶段。 系统分析与设计讲的其实就是如何分析和设计出一个合适的信息系统。信息系统类似于一个能对信息进行处理的人的大脑的模拟，可以用来处理国家社会问题而不仅限于计算机。具体来讲就是以计算机、软件和各种信息技术为基础，为实现某个目标，由信息资源处理模型支持的，由计算机硬件、通信和网络资源、用户、数据、规章制度等组织和管理起来的处理信息的统一体。系统分析与设计要求人具有多方面的知识，有整体分析、综合思维、系统运筹的能力，需要人深入实践，擅长沟通与交流。 系统分析与设计的方法主要包括生命周期法和原型法。生命周期法自上而下，由全局出发全面分析，然后再一步一步设计实现。原型法则是抓住一个系统，经设计实现再后在不断改进扩充，直至成为一个全局系统。 按照系统的分析要素，可以把开发方法分为三类： 1.面向功能方法（F Oriented ，简称FO）。首先搞清系统功能，按功能收集系统要求，按功能划分子系统。 2.面向数据方法（Data Oriented ，简称DO）。着眼于分析企业信息需求，首先建立全企业共享数据库。 3.向对象的方法（Object Oriented ，简称OO）。对象和对对象所做的工作的数据是对外封闭的。 系统分析和设计应遵循的原则： 1. 系统开发是面向客户的，应从客户的角度考虑。诸如系统开发生命周期之类的产品更新换代机构应该在所有的信息系统开发项目中建立起来。2.信息系统开发的过程并不是一个顺序的过程，它允许步骤的重叠和倒转等。3.如果系统的成功可能性受到很大限制时，应取消整个项目。4.文档材料是系统开发生命周期中重要的可递交成果，应加以重视。 系统分析和设计的整体描述，包括系统分析和设计方法的环境，信息系统构件，信息系统开发，项目管理。期中印象比较深刻的是系统开发过程的能力成熟度模型（CMMI）。信息系统和软件的CMM框架用来帮助改善其系统开发过程的成熟度。CMM包括了五个成熟度等级初始级、可重复级、已定义级、已管理级、优化级。期中，每个等级都是下一个等级的必 须条件。 系统分析的核心概念是应用软件的开发。在软件开发过程中需求分析阶段是至关重要的一个阶段，需求分析阶段可能被称为定义阶段或者逻辑设计阶段。需求分析阶段的第一个任务是确定需求，在这个阶段至少将目标转换成为满足其需要的功能需求和非功能需求的框架。在这个阶段需要交付的成果是功能需求和非功能需求的草稿。在初步定义完了功能需求和非功能需求后，得排列需求的优先次序。如果一个项目落后于进度或者超出预算，，知道哪个需求比其他需求更重要可能是很有用的。在排列需求的优先次序中可以使用到时间盒的技术。需求分析并不会真正的技术，因为企 业需要具有快速适应不断变化的需求和机会的能力。信息系统不能比企业自身的响应技术还慢。
系统分析期末复习提纲 第一章信息系统工程项目管理 ?理解信息、信息化、信息资源、信息系统、信息系统建设的复杂性 信息：是事物之间联系、相互作用的状态的描述 信息资源：包括信息及其载体、信息采集、传输、加工、存储的各类设施和软件，制造上述硬件、软件的相关设施，有关信息采集、加工、传输、存储和利用的各种标准、规范、规章、制度、方法、技术等 信息系统：是一个人造系统，它由人、计算机硬件、软件和数据资源组成，目的是及时、正确地收集、加工、存储、传递和提供决策所需的信息，实现组织中各项活动的管理、调节和控制。 ?建设环境的复杂性 ?用户需求的多样性 ?建设内容的复杂性 ?技术手段的复杂性 ?建设需用资源的密集性 –资金密集性 –劳动密集性 –知识密集性 ?诺兰模型及其应用 Zuoyong:有利于选择信息系统开发的时机 进行统一规划，控制系统发展的方向，并且对处于不同阶段上的各子系统制定适当的发展策略。对于第一阶段：优先实现一些容易且易见效的系统；对于第二阶段：应有计划地加以控制；对于第三阶段：开发能共享的数据库管理系统；对于处于增长阶段中后期的企业，则需在数据集成上下功夫，以建设高档次的数据环境。 ?项目管理的概念、信息系统项目管理的特点 项目是为完成唯一的目的所采取的一次性的努力。 项目的特点： 项目有一个唯一的目的 项目是一次性的 项目需要多方面的资源 项目应当有一个主要发起人和客户 项目具有不确定性 优秀的项目经理是项目成功的关键 ?CMM重点
?理解信息系统用户的含义和分类 ?项目管理工具 Project的基本功能 1）范围管理：使用WBS分解技术对项目分解。 2）进度管理：主要使用关键路径技术（CPM）进行时间和进度管理。3）成本管理：“自底向上费用估算”技术 4）人力资源管理： 5）沟通管理 6）集成管理： 第二章信息系统工程体系 ?信息系统工程体系、RUP ? ?统一开发过程(Rational Unified Process,RUP) ?1）RUP的基本概念 ?（1）用例驱动 ?（2）以基本架构为中心 ?（3）迭代式和增量 ?理解信息系统的生命周期，了解几种信息系统开发过程模式的区别
检测传感技术在机械工业当中的应用 随着机械制造业在我国的迅速发展，诞生了许许多多的机械设备，用于不同的领域生产中，而在不同的领域中，不同的机械设备有着不同的作用。这些机械设备能帮助人们完成人们不能的任务，并使机械生产任务更加快速，甚至能实现全自动化生产制造。而要更加精确的完成机械加工，传感技术的发展为其提供了很好的平台。一．传感技术的概念传感技术是关于从自然信源获取信息，并对之进行处理（变换）和识别的一门多学科交叉的现代科学与工程技术，它涉及传感器（又称换能器）、信息处理和识别的规划设计、开发、制/建造、测试、应用及评价改进等活动。传感技术是当前代表国家综合科研水平的重要技术，传感技术的具体应用是传感技术转化的重要途径和方法。加强对传感技术应用的研究也是了解传感技术发展现状并对其未来发展进行预测的基础和前提。主要传感技术大概可分为光电传感技术、多传感技术和生物传感技术，其中光电传感技术又称为光传感技术，是将光信号转化为电信号的一种传感技术。光电传感技术可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等，也可用来检测能转换成光电量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度、以及物体形状、工作状态等，光电传感技术具有非接触、响应快、性能可靠等特点，目前主要应用于工业自动化装置和机器人 技术中。
二．传感技术的发展 早期由于敏感技术的落后，主要是直接机械量输出或电参量输出的机械型传感器。随着微电子加工技术的发展，产生了固态敏感元件。利用材料的不同特性和物理量、化学效应，制成了敏感元件传感器。纤维光学的飞速发展，随后也使光纤进入传感检测领域。现在，生物传感器成为传感器发展的一个新方向，是集现代生物技术与先进电子技术于一体的高科技产品。传感检测技术的发展，无疑也使机械手得到了升级换代。传感检测技术用于检测系统本身、操作对象和作业环境的状态，为有效控制系统的运行提供了必须的相关信息。随着熄灯号程度的进一步加强，传感检测技术已渗透到军事、医疗、环保、能源、服务、娱乐等各个领域。 三．传感技术在我国机械领域的应用 传感器就是运用传感技术发展而成的一种检测装置，它是将各种非电量按一定规律转接成电量输出的装置，以便于对其进行分析处理和调整受控制装置的工作状态，先进的传感器大多与微处理器结合形成自控装置。 光电传感器在机械中的应用：光电传感器由于反应速度快,能实现非接触测量,而且精度高、分辨力高、可靠性好,加之半导体光敏器件具有体积小、质量小、功耗低、便于集成等优点,因而被广泛应用于军事、检测与农业机械等多种领域中。光电传感器具有一下几． 个优点：①检测距离长。②对检测物体的限制少。③响应时间短。④
----------2007-------------------- 一、(22分)求解下列问题： 1. (3分)简述采样定理。 解：当采样频率s ω大于信号最高有效频率h ω的2倍时，能够从采样信号)(*t e 中 完满地恢复原信号)(t e 。（要点：h s ωω2>）。 2．(3分)简述什么是最少拍系统。 解：在典型输入作用下，能以有限拍结束瞬态响应过程，拍数最少，且在采样时刻上无稳态误差的随动系统。 3．(3分)简述线性定常离散系统稳定性的定义及充要条件。 解：若系统在初始扰动的影响下，其输出动态分量随时间推移逐渐衰减并趋于零，则称系统稳定。稳定的充要条件是：所有特征值均分布在Z 平面的单位圆内。 4．（3分）已知X(z)如下，试用终值定理计算x (∞)。 ) 5.0)(1()(2+--= z z z z z X 解： 经过验证(1)X()z z -满足终值定理使用的条件，因此， 211x()lim(1)X()lim 20.5 z z z z z z z →→∞=-==-+。 5．(5分)已知采样周期T =1秒，计算G (z ) = Z [G h (s )G 0(s ) ]。 ) 2)(1(1 e 1)()()(0++-= =-s s s s G s G s G Ts h 解：11 1 12 11 11(1)(1e )()(1)Z[](1)()s s 11e (1e )e z z z G z z z z z z z --------=--=--=+---++ 6．(5分) 已知系统差分方程、初始状态如下： )k (1)(8)1(6)2(=++-+k c k c k c ，c(0)=c(1)=0。 试用Z 变换法计算输出序列c (k )，k ≥ 0。 解： 22 ()6()8()() ()(1)(68)3(1)2(2)6(4)1 (){2324},0 6 k k z C z C z C z R z z z z z C z z z z z z z c k k -+===-+--+---=-?+≥ 二、（10分）已知计算机控制系统如图1所示，采用数字比例控制() D z K =， 其中K >0。设采样周期T =1s ，368.0e 1=-。 注意，这里的数字控制器D (z )就是上课时的()c G z 。
2014-2015学年第1学期《系统分析与设计》课程设计 项目名称：学生书籍管理系统 指导教师：李倩 班级：14软工软设1班 姓名：张浩
《系统分析与设计》课程设计——南阳理工学院学生学籍管理系统 目录 一绪论 (1) 1系统简介 (1) 2设计目的 (1) 3设计内容 (1) 二需求分析 (1) 1. 系统目标 (1) 信息系统目标 (1) 目标说明 (1) 2 系统结构 (2) 信息系统需求结构 (2) 需求结构的说明 (2) 3 功能用例模型 (2) 4 系统性能需求 (5) 三系统分析 (5) 1 创建类图的步骤 (5) 2 系统类图 (5) 3 序列图和协作图 (7) 4 活动图 (11) 四系统设计 (14) 1 逻辑体系结构设计 (14) 2 系统数据库设计 (14) 概念模型设计 (14) 逻辑模型设计 (14) 3.系统流程图 (16) 五数据库的概念结构设计 (17) 六数据库逻辑结构设计 (18) 七输入输出设计 (20) 八系统界面设计 (21) 九总结 (22) 十小组分工 (23)
一绪论 1系统简介 学生信息管理系统是针对学校人事处的大量业务处理工作而开发的管理软件，主要用于学校学生信息管理，总体任务是实现学生信息关系的系统化、科学化、规范化和自动化，其主要任务是用计算机对学生各种信息进行日常管理，如查询、修改、增加、删除，另外还考虑到学生选课，针对这些要求设计了学生信息管理系统。 2设计目的 学生信息管理系统是高校管理信息系统的重要组成部分，开发或及时升级学生信息管理系统，是提高管理水平和工作效率的必然要求。本设计是对该学生信息管理系统的一个总体的把握，以便在后续的进一步开发过程中更好的控制总体进度,系统主要面向的对象是在校的学生。 3设计内容 本系统主要用于学校学生信息管理，总体任务是实现学生信息关系的系统化、规范化和自动化，其主要任务是用计算机对学生各种信息进行日常管理，如查询、修改、增加、删除，针对这些要求设计了学生管理信息系统。本设计主要解决与学生信息管理相关的问题，设计一个功能齐全的学生管理信息系统，实现学生档案信息的增删查改以及学生选课及课程的增删查改、学生成绩的录入和对学生成绩的分析等主要功能。 二需求分析 1. 系统目标 信息系统目标 分析设计并开发实现完善的学生信息管理系统，实现学生信息管理的系统化、规范化和自动化，提高管理水平和工作效率。 目标说明 完成系统目标，功能上尽量完善，性能上要求能够完全适应日常运营管理需求。
系统分析与设计 第一章： P1-P2：系统开发生命周期和4个基本阶段 P1 系统开发生命周期（SDLC）是指这样的一个过程，包括：理解信息系统对业务需求的支持，设计系统、构建系统，以及把系统移交给用户。 P3 SDLC有相似的4个基本阶段：计划、分析、设计和实现。 P5-P6: 简要描述4个基本阶段的内容以及步骤和主要可交付物 P6 实现阶段3个步骤：（1）系统构建（2）系统安装（3）分析员小组建立系统的支持计划。 P7：方法论定义以及三种类型 P7 方法论是指以规范化的方法实现SDLC。 ?以过程为中心的方法论首先注重确定系统相关的活动，即过程。 ?以数据为中心的方法论首先注重确定数据存储容器的内容和这些内容是如何组织的。 ?面向对象方法论试图平衡对过程和数据的重视。面向对象方法论用统一建模语言（UML）将系统方案表示为结合了数据和过程的对象集合。 P16: （表1-4）项目团队角色和职责 第二章：项目启动 P25：系统需求包含的5个元素及描述 P25 需求是指信息系统要做什么，或者是将包含什么功能。 大多数系统需求包括5个元素： 1、项目发起者 2、业务要求 3、业务需求 4、业务价值 5、特殊问题。 项目发起者是项目与外部的首要联系人并提出促成此项目的业务需求。 业务需求是指系统所需要具有的业务能力。 业务价值描述的是组织期望从项目中获得的收益。 特殊问题指在评估项目时，包含在文档中的所有需要考虑的外部信息的集合。P28：可行性分析和3种技术 P28 可行性分析：指导组织决定是否继续项目的开发。可行性分析也确定与项目相关的重要风险必须在项目批准前得到处理。 包括3种技术：技术可行性、经济可行性和组织可行性。 P30：经济可行性分析的步骤（表2-2） 经济可行性分析的步骤： ?确定花费和收益 ?定义现金流