自动控制原理总结报告

自动控制原理总结报告（精选6篇）

篇1：自动控制原理总结报告

自动控制原理总结报告

专 业 自动化 班 级 09自动化<1>班 姓 名 学 号

完成 时间

自动控制原理总结报告

摘要: 本学期我们学习了自动控制原理的前前8章，重点介绍了前6章，离散系统的分析与线性系统类似。自动控制技术所取得的成就和起到的作用给各行各业的人们留下了深刻的印象。从最初的机械转速、位移的控制到工业过程中对温度、压力、流量、物位的控制，从远洋巨轮到深水潜艇的控制，而今的数控机床，汽车工业，自动控制技术的应用几乎无处不在。关键是自动控制理论和技术已经介入到了电气、机械、航空、化工、核反应等诸多的学科和领域。所以越来越多的工程技术人员和科学工作者开始了解和关注自动控制的知识。关键字：控制 方法 发展 正文:

一、自动控制理论的分析方法：（1）时域分析法；（2）频率法；（3）根轨迹法；（4）状态空间方法；（5）离散系统分析方法；（6）非线性分析方法

系统的数学模型(1)解析表达：微分方程；差分方程；传递函数；脉冲传递函数；频率特性；脉冲响应函数；阶跃响应函数(2)图形表达：动态方框图（结构图）；信号流图；零极点分布；频率响应曲线；单位阶跃响应曲线

自动控制原理基础系列课程内容体系具有系统性、科学性、先进性、实用性，对课程体系进行了改革确立了以系统分析、系统建模、系统综合为自动控制原理课程的主线构建了由时域分析、复域分析、频域分析、系统校正4个模块构成的知识体系。

从课程的体系出发以系统建模→系统分析→综合设计作为课程主线。数学模型是描述系统内部各物理量或变量之间关系的数学表达式建立一个合理的模型是系统分析和设计的前提。从不同的角度对系统进行建模加深对这方面内容的理解。例如可用船舶上的电机调速系统为例通过建立它的微分方程、传递函数、结构图、信号流图这些不同的数学模型来建立各模型的联系。

系统分析方法是控制系统综合设计的基础这部分的内容主要包括时域分析法、根轨迹法、频域响应法是控制理论的重点。在控制系统中稳定性、快速性和准确性是对控制系统的基本要求也是衡量系统性能的重要指标控制系统不同的分析问题方法都是紧紧围绕这三个方面展开的。只要抓住这个特点就抓住了系统分析的关键有助于加深对不同方法的理解。例如以我军某军舰上的雷达定位系统为例假设给定目标信号要求设计控制器使系统在给定输入下跟踪指定目标最小且抗干扰性最好。这些生动的工程实例大大激发了我的兴趣使我感受到了控制理论的魅力深刻理解了

结合控制理论的发展更新教学内容近年来控制理论得到了蓬勃发展特别在非线性控制、分布参数控制、鲁棒控制、自适应控制、智能控制等方向上取得了重要进展。例如每章结束后都开设一个专题介绍本学科的发展动态这种方法扩大了我们的知识面培养了我们探索科学技术的兴趣。结合船舶电气的发展而言近几年来随着电力、电子、控制技术、通讯及信息技术等的不断发展及其在船舶上的广泛应用船舶电气自动化程度大大地提高。新一代大功率半导体电力电子器件在材料、理论、机理、制造工艺和应用技术等方面的研究开发取得了突破性的进展船舶设备进一步向高可靠、节能型方向发展对船舶电力推进和辅机电力拖动技术带来重大变革可编程序控制器和单片机已逐渐发展成为船舶控制中的一种普遍控制方式。自动控制原理课程虽然是电专业的基础专业课程但是一般学时安排也不十分充裕。要想在有限的时间内把这门理论性和工程应用性都很强的课程学好必须认真的学习。例如在课程绪论部分通过与专业相关的典型示例引出控制、开环控制、闭环控制以及反馈等基本概念使我们认识到学习本课程的重要性并对控制理论在专业发展的作用有了一定的了解。

二、控制未来发展

1.智能控制(Intelligent Control)智能控制是人工智能和自动控制的结合物,是一类无需人的干预就能够独立地驱动智能机器,实现其目标的自动控制。智能控制的注意力并不放在对数学公式的表达、计算和处理上,而放在对任务和模型的描述,符号和环境的识别以及知识库和推理机的设计开发上。智能控制用于生产过程,让计算机系统模仿专家或熟练操作人员的经验,建立起以知识为基础的广义模型,采用符号信息处理、启发式程序设计、知识表示和自学习、推理与决策等智能化技术,对外界环境和系统过程进行理解、判断、预测和规划,使被控对象按一定要求达到预定的目的。智能控制的理论基础是人工智能,控制论,运筹学和系统学等学科的交叉。2.非线性控制(Nonlinear Control)非线性控制是复杂控制理论中一个重要的基本问题,也是一个难点课题,它的发展几乎与线性系统平行。非线性系统的发展,数学工具是一个相当困难的问题,泰勒级数展开对有些情况是不能适用的。古典理论中的“相平面”法只适用于二阶系统,适用于含有一个非线性元件的高阶系统的“描述函数”法也是一种近似方法。由于非线性系统的研究缺乏系统的、一般性的理论及方法,于是综合方法得到较大的发展。

3.自适应控制(Adaptive Control)自适应控制系统通过不断地测量系统的输入、状态、输出或性能参数,逐渐了解和掌握对象,然后根据所得的信息按一定的设计方法,作出决策去更新控制器的结构和参数以适应环境的变化,达到所要求的控制性能指标。4.鲁棒控制(Robust Control)过程控制中面临的一个重要问题就是模型不确定性,鲁棒控制主要解决模型的不确定性问题,但在处理方法上与自适应控制有所不同。自适应控制的基本思想是进行模型参数的辩识,进而设计控制器。控制器参数的调整依赖于模型参数的更新,不能预先把可能出现的不确定性考虑进去。而鲁棒控制在设计控制器时尽量利用不确定性信息来设计一个控制器,使得不确定参数出现时仍能满足性能指标要求。

鲁棒控制认为系统的不确定性可用模型集来描述,系统的模型并不唯一,可以是模型集里的任一元素,但在所设计的控制器下,都能使模型集里的元素满足要求。鲁棒控制的一个主要问题就是鲁棒稳定性。5.模糊控制(Fuzzy Control)模糊控制借助模糊数学模拟人的思维方法,将工艺操作人员的经验加以总结,运用语言变量和模糊逻辑理论进行推理和决策,对复杂对象进行控制。模糊控制既不是指被控过程是模糊的,也不意味控制器是不确定的,它是表示知识和概念上的模糊性,它完成的工作是完全确定的。

1974年英国工程师E.H.Mamdam首次把Fuzzy集合理论用于锅炉和蒸气机的控制以来,开辟了Fuzzy控制的新领域,特别是对于大时滞、非线性等难以建立精确数学模型的复杂系统,通过计算机实现模糊控制往往能取得很好的结果。6.神经网络控制(Neural Network Control)神经网络是由所谓神经元的简单单元按并行结构经过可调的连接权构成的网络。神经网络的种类很多,控制中常用的有多层前向BP网络,RBF网络,Hopfield网络以及自适应共振理论模型(ART)等。

神经网络控制就是利用神经网络这种工具从机理上对人脑进行简单结构模拟的新型控制和辨识方法。神经网络在控制系统中可充当对象的模型,还可充当控制器

7.实时专家控制(Real Time Expert Control)专家系统是一个具有大量专门知识和经验的程序系统,它应用人工智能技术,根据某个领域一个或多个人类专家提供的知识和经验进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,以解决那些需要专家决定的复杂问题。专家系统和传统的计算机程序最本质的区别在于:专家系统所要解决的问题一般没有算法解,并且往往要在不完全、不精确或不确定的信息基础上作出结论。

实时专家系统应用模糊逻辑控制和神经网络理论,融进专家系统自适应地管理一个客体或过程的全面行为,自动采集生产过程变量,解释控制系统的当前状况,预测过程的未来行为,诊断可能发生的问题,不断修正和执行控制计划。实时专家系统具有启发性、透明性、灵活性等特点,目前已经在航天试验指挥、工业炉窑的控制、高炉炉热诊断中得到广泛应用。目前需要进一步研究的问题是如何用简洁语言来描述人类长期积累的经验知识,提高联想化记忆和自学习能力。8.定性控制(Qualitative Control)定性控制是指系统的状态变量为定性量时(其值不是某一精确值而只知其处于某一范围内),应用定性推理对系统施加控制变量使系统在某一期望范围。定性控制与模糊控制的区别:模糊控制不需建模,其控制律凭经验或算法调整,而定性控制基于定性模型,控制规则基于对系统的定性分析;模糊控制是基于状态的精确测量值,而定性控制基于状态的定性测量值。

定性控制面临的问题:发展定性数学理论,改进定性推理方法,注重定性和定量知识的结合;研究定性建模方法,定性控制方法;加强定性控制应用领域的研究。9.预测控制(Predictive Control)预测控制是在工业实践过程中独立发展起来的一种新型控制方法,它不仅适用于工业过程这种“慢过程”的控制,也能适用于快速跟踪的伺服系统这种“快过程”控制。目前实用的预测控制方法有动态矩阵控制(DMC),模型算法控制(MAC),广义预测控制(GPC),模型预测启发控制(MPHC)以及预测函数控制(PFC)等。这

最近有人提出一种新的基于主导内模概念的预测控制方法:结构对外来激励的响应主要由其本身的模态所决定,即结构只对激励信息中与其起主导作用的几个主要自振频率相接近的频率成分有较大的响应。目前利用神经网络对被控对象进行在线辨识,然后用广义预测控制规律进行控制得到较多重视。

预测控制目前存在的问题是预测精度不高;反馈校正方法单调;滚动优化策略少;对任意的一般系统,其稳定性和鲁棒性分析较难进行;参数调整的总体规则虽然比较明确,但对不同类型的系统的具体调整方法仍有待进一步总结。10.分布式控制系统(Distributed Control System)分布式控制系统又称集散控制系统,是70年代中期发展起来的新型计算机控制系统,它融合了控制技术(Control),计算机技术(Computer),通信技术(Communication),图像显示技术(CRT)的“4C”技术,形成了以微处理器为核心的系统,实现对生产过程的监视、控制和管理。

既打破了常规控制仪表功能的局限,又较好地解决了早期计算机系统对于信息、管理过于集中带来的危险,而且还有大规模数据采集、处理的功能以及较强的数据通信能力。

分布式控制系统既有计算机控制系统控制算法灵活,精度高的优点,又有仪表控制系统安全可靠,维护方便的优点。它的主要特点是:真正实现了分散控制;具有高度的灵活性和可扩展性;较强的数据通信能力;友好而丰富的人机联系以及极高的可靠性。

总结：通过这一学期的学习，我对自动控制原理这门课有了深刻的认识，现在能够简单的分析一些问题了，过程实验给我们很大的提高。虽然现在还不知道未来要从事什么行业，但不管怎样要学好当前的每门课。基础一定要打好。

篇2：自动控制原理总结报告

（以步机电机控制为例）

1.实验目的

①了解步进电机控制的基本原理。②掌握步进电机转动编程方法。

2.实验仪器

微型计算机、试验箱等

3.实验内容

①电路方案

②芯片介绍

③程序

ORG 0A30H

MONIT2: CJNE A,#16H,KEYDISP0 LCALL DISP

;? MONIT: MOV SP,#50H MOV 7EH,#00H MOV 7DH,#02H MOV R0,#7CH MOV A,#08H MOV R4,#04H DEC R0 DJNZ R4,MONIT1 MOV A,#7EH MOV DPTR,#1FFFH

;DISPFLAG MOVX @DPTR,A MOV 76H,#00H MOV 77H,#00H JC DATAKEY AJMP MONIT2 DB 79H,7EH SJMP KEYDISP0 MONIT1: MOV @R0,A KEYDISP0:LCALL KEY DATAKEY:LCALL DATAKEY1

MOV A,7AH ANL A,#0FH SWAP A ADD A,79H MOV R6,A MOV A,7CH ANL A,#0FH SWAP A ADD A,7BH MOV R7,A MOV A,7EH CJNE A,#00H,MONIT4 LCALL DELAY0 LCALL MONIT5 MOV P1,#06H LCALL DELAY0 LCALL MONIT5 MOV P1,#0CH LCALL DELAY0 LCALL MONIT5 MOV P1,#09H LCALL DELAY0 LCALL MONIT5 SJMP MONIT3 LCALL DELAY0 LCALL MONIT5 MOV P1,#0CH LCALL DELAY0 LCALL MONIT5 MOV P1,#06H LCALL DELAY0 LCALL MONIT5 MOV P1,#03H LCALL DELAY0 LCALL MONIT5 SJMP MONIT4 CJNE R6,#0FFH,MONIT6 DEC R7 CJNE R7,#0FFH,MONIT6 LJMP MONIT MONIT3: MOV P1,#03H MONIT4: MOV P1,#09H MONIT5: DEC R6 MONIT6: LCALL MONIT7 RET

MONIT7: MOV R0,#79H MOV A,R6 LCALL MONIT8 MOV A,R7 LCALL MONIT8 LCALL DISP RET MONIT8: MOV R1,A ACALL MONIT9 MOV A,R1 SWAP A MONIT9: ANL A,#0FH MOV @R0,A INC R0 RET DELAY0: MOV R0,#7DH MOV A,@R0 SWAP A MOV R4,A DELAY1: MOV R5,#80H DELAY2: DJNZ R5,DELAY2 LCALL DISP DJNZ R4,DELAY1

RET

DATAKEY1:MOV R4,A MOV DPTR,#1FFFH MOVX A,@DPTR MOV R1,A MOV A,R4 MOV @R1,A CLR A POP 83H POP 82H MOVC A,@A+DPTR INC DPTR CJNE A,01H,DATAKEY3 DEC R1 CLR A MOVC A,@A+DPTR DATAKEY2:PUSH 82H PUSH 83H;***

MOV DPTR,#1FFFH MOVX @DPTR,A POP 83H POP 82H INC DPTR PUSH 82H PUSH 83H RET MOV A,R1 SJMP DATAKEY2 MOV R6,#20H DATAKEY3:DEC R1 KEY0:

MOV DPTR,#1FFFH MOVX A,@DPTR MOV R0,A MOV A,@R0 MOV R7,A MOV A,#10H MOV @R0,A LCALL KEYDISP JNB 0E5H,KEY2 DJNZ R6,KEY3 MOV DPTR,#1FFFH

;*** MOVX A,@DPTR MOV R0,A MOV A,R7 MOV @R0,A LCALL KEYDISP

;***

;*** KEY3: KEY: MOV R6,#50H KEY1:

KEYDISP:LCALL DISP

LCALL KEYSM MOV R4,A MOV A,@R1

;KEYDATA MOV R1,#76H

;DATASAME TIME JNB 0E5H,KEY2 DJNZ R6,KEY1 SJMP KEY0 MOV R6,A MOV A,R7 MOV @R0,A MOV A,R6

;A=KEYDATA KEY2: KEYEND: RET

MOV R2,A INC R1 MOV A,@R1 MOV R3,A XRL A,R4

;TWO TIME KEYDATA

;NEW KEYDATA---R3

;TIME---R4 MOV R3,04H MOV R4,02H JZ KEYDISP1 MOV R2,#88H MOV R4,#88H MOV A,R4 XRL A,#82H JZ KEYDISP2 MOV A,R4

;R4=TIME XRL A,#0EH JZ KEYDISP2 MOV A,R4 ORL A,R4 JZ KEYDISP3 MOV R4,#20H

;R4=20H DEC R2 LJMP KEYDISP5

;LAST KEYDATA KEYDISP1:DEC R4 KEYDISP3:MOV R4,#0FH KEYDISP2:MOV R2,04H

DISP:

SETB 0D4H MOV R1,#7EH MOV R2,#20H MOV R3,#00H MOV DPTR,#0FF21H MOV A,R2 MOVX @DPTR,A MOV R4,03H MOV A,R2 MOV @R1,A INC R1 MOV A,R3 MOV @R1,A MOV A,R4

;**** CJNE R3,#10H,KEYDISP4 KEYDISP5:MOV R1,#76H KEYDISP4:RET

DISP1:

MOV DPTR,#DATA1 MOV A,@R1 MOVC A,@A+DPTR MOV DPTR,#0FF22H MOVX @DPTR,A DJNZ R3,DISP2 DEC R1 CLR C MOV A,R2 RRC A MOV R2,A JNZ DISP1 MOV A,#0FFH MOV DPTR,#0FF22H MOVX @DPTR,A CLR 0D4H RET DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H DB 88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,0FFH,0CH,89H,0DEH DISP2: DATA1: KEYSM: SETB 0D4H

MOV A,#0FFH MOV DPTR,#0FF22H MOVX @DPTR,A MOV R3,#08H MOV R0,#00H MOV DPTR,#0FF21H MOVX @DPTR,A NOP RL A MOV R2,A MOV DPTR,#0FF23H MOVX A,@DPTR CPL A NOP NOP NOP ANL A,#0FH JNZ KEYSM2 INC R0;NOKEY DJNZ R3,KEYSM1

;OFF DISP KEYSM0: MOV R2,#0FEH KEYSM1: MOV A,R2

SJMP KEYSM10

;YKEY JB 0E0H,KEYSM3 MOV A,#00H SJMP KEYSM7 MOV A,#08H SJMP KEYSM7 MOV A,#10H SJMP KEYSM7 MOV A,#18H CLR 0D4H CJNE A,#10H,KEYSM9 MOV DPTR,#DATA2 MOVC A,@A+DPTR DB 07H,04H,08H,05H,09H,06H,0AH,0BH KEYSM2: CPL A KEYSM3: JB 0E1H,KEYSM4 KEYSM4: JB 0E2H,KEYSM5 KEYSM5: JB 0E3H,KEYSM10 KEYSM7: ADD A,R0 KEYSM9: JNC KEYSM10 KEYSM10:RET DATA2: END DB 01H,00H,02H,0FH,03H,0EH,0CH,0DH ④调试

1步进电机插头插到实验系统J3插座中，P10—P13接到BA—BD插孔。

2在“P.”状态下，从起始地址开始(0A30H)连续执行程序。输入起始地址后按EXEC键。

3在键盘上输入数字在显示器上显示，第一位为0表示正转，为1表示反转，第二位0—F为转速等级，第三到第六位设定步数，设定完按EXEC键，步进电机开始旋转。

4.实验小结

篇3：自动控制原理总结报告

1 休哈特控制图简介

1.1 控制图背景

统计过程技术伴随着质量管理技术的发展而发展。1931年, 休哈特在总结他在20年代创建的过程控制理论的基础上, 写出了一本划时代的名著:《工业产品质量的经济控制》。其主要思想是:在产品的制造过程中, 产品的质量特性值总是波动的。他将这种波动分为两大类, 即偶然波动和异常波动。没有异常波动便是稳态, 这是生产过程所追求的目标, 因而在稳态下生产, 对于产品的质量有绝对的把握, 而且生产是最经济的[1]。这种方法最大的贡献在于保证了预防原则的实现。在所有的统计过程控制中, 应用最为广泛的就是休哈特控制图。

1.2 控制图的基本原理

休哈特控制图 (又称常规控制图) 是用于分析和判断工序是否处于稳定状态所使用的并带有控制界限的图形[2]。 它是预报工序中存在影响工序质量异常原因的一种有效工具。 按照数据的类型可分为计量值控制图和计数值控制图。控制图的设计原理主要由以下五个部分组成[3]:正态性假设、3ó准则、小概率原理、反证法思想和两类错误。

控制图是假设过程处于受控状态时, 总体分析数据的质量特性呈正态分布N (μ σ2) 。由正态分布性质可知, 质量指标值落在±3σ以外的概率只有0.3%, 这是一个小概率。按照小概率事件原理, 在一次实践中超出±3σ范围的小概率事件几乎是不会发生的, 如果发生, 例如一旦控制图上的点子越出界, 则判断原生产过程出现异常, 生产过程不稳定, 必须查找原因并进行消除。利用控制图分析和判断过程是否处于稳定和受控状态实质上是一种统计推断的方法。进行统计推断, 必然会犯两类错误:将正常判为不正常的错误称为第一类错误, 反之, 将不正常判为正常的错误称为第二类错误。为了提高控制图的检出力, 减少一二类错误的发生, 目前主要采用两种判断异常波动的准则:点出界就判断为异常;界内点排列不随机判断为异常。

2 休哈特控制图在医疗安全信息报告中的适用性

2.1 休哈特控制图的适用性

根据美国医疗卫生机构认证联合委员会 (简称JCAHO) 的认证标准, 只要是适合的统计技术均可以用来分析数据[4]。换句话讲, 任何过程, 凡需要对质量进行控制的场合都可以应用控制图, 如前文所述, 过程质量控制方法在医疗领域的应用也很广泛, 但具有预警作用的休哈特控制图在卫生服务管理领域的应用并不很多, 目前主要用于控制出入院诊断不符合率、制剂产品不合格率、漏诊和误诊率、交叉感染率、无菌手术感染率、医疗差错事故发生率等影响医院管理质量的指标。这些成功的例子足以说明休哈特控制图在卫生服务质量管理方面的重要性和实用性, 同样, 医疗安全监控系统作为医疗安全质量控制的重要手段, 休哈特控制图的预警作用必然有其广阔的应用前景。以往的控制图大多是经过手工绘制, 并且没有一种满意的方式使控制图适用于亚组样本量不等的情况, 因而严重限制了控制图应用, 但随着计算机技术的发展, 这些问题都将不复存在。

2.2 休哈特控制图在医疗安全信息报告中的应用

本次研究中采用简单移动平均法和休哈特控制图相结合的方式, 将最近k期的数据作为历史数据, 计算移动均值undefinedt和标准差St, 在此基础上计算控制图上控制界值undefined和下控制界值undefined, 并将此作为下一个月数据的控制标准, 若下一个月的实测数据在上下控制界限内, 则说明下一月数据无异常, 并将该月数据归入历史数据, 进行移动。若该月数据异常, 则相关人员需查找原因, 消除造成异常的因素, 进而保证工序的正常运行。

3 实证分析与应用

表1资料来源于“上海市医疗安全监控系统”信息收集系统中2007年4月至2008年3月间上报的11家试点单位资料, 根据均方误差最小化的原则, 通过试验的方式得出最优步长值为4, 然后以4为单位进行移动, 算出移动平均值和标准差, 计算出上下控制界限, 考虑到控制图的检出力, 经过相关人员讨论, 控制限初步定为85% (详见表1) 。

从图1中可以看出 (日期栏依次代替2007年4月至2008年3月收集的信息数) , 有三个点超出下控制界限, 分别为2007年10月和2008年1月、2月。根据控制图的判断准则, 这三个点为异常点, 说明过程不稳定, 存在异常因素的影响, 必须对过程进行检查, 消除产生异常波动的因素。

4 讨论

4.1 数据来源的局限性

本次研究中用于实证分析的数据主要来源于抽取的11家试点单位每个月上报的不良事件例数, 在进行数据分析的时候, 忽略了由于各种原因导致的漏报数据, 换句话说, 默认所上报的数据就是该院实际发生的不良事件数。根据这些数据的分析结果进行预警, 存在一定的局限性, 为此, 卫生行政部门、卫生服务管理者以及相关人员必须加强宣传管理力度, 提高医务人员的保障病人安全意识, 通过医疗安全监控系统如实上报各院发生的不良事件数, 通过分析发现医疗过程中出现的异常波动, 及时发出预警, 切实落实“查出原因, 采取措施, 保证消除, 纳入标准, 不再出现”的20字方针, 进而达到预防的目的。

4.2 控制图系数值的确定

利用控制图判断工序是否处于稳定状态实际上是进行统计推断, 这就有可能发生两种错误:第一种错误会增加不必要的检查费, 并会对医疗过程造成不必要的干扰, 使医疗控制费用增加;第二种错误会因失去调整机会, 导致不良事件的发生, 给患者带来不必要的损伤。而随着控制界限宽度的增加, 发生第一种错误的概率将减少, 而发生第二种错误的概率将增加。目前国内外企业通常是套用“±3δ”原则来确定控制界限。休哈特控制图的设计并没有根据两类错误所造成的总损失最小这点来进行, 虽然自上世纪80年代以来, 随着经济质量管理的兴起, 有人提出用两种错误造成的总损失最小原则来设计控制图与抽样方案, 但基于其计算的复杂性, 在各领域中的应用不是很广泛。本次研究在将休哈特控制图运用到医疗安全报告系统进行预警时, 在基于原有控制图原理的基础上, 结合医疗领域的特殊实际, 对控制界限进行了调整, 采用85%的控制限, 由于是尝试, 这个控制界限会随着研究的不断进展做适当的调整, 以达到合理控制医疗机构不良事件的目的。

4.3 控制图自身的优越性

休哈特控制图之所以能够在各个领域得到广泛的应用, 主要由于其自身有许多优越性:⑴使用简单。不需要记录数据, 绘图简便, 计算简单, 并可以根据所控制的质量特性值事先画好控制界限, 省时省费用, 易于被操作人员接受;⑵预防性强。休哈特控制图本身并不能起到预防的作用, 但其能及时反映医疗过程控制的状况, 对突发或潜在的变化因素所引起的质量波动能得到及时反映, 从而能够进行有效的分析, 达到迅速控制或事先预防不良事件的目的;⑶规范操作。能解决长期以来医疗质量控制人员仅凭经验操作 (估计) 的现象, 可以不断启发控制人员思维和自主控制的积极性, 而且可以逐步完善本岗位的标准化操作。

4.4 控制图的预警作用

基于病人安全受到威胁的严重性, 卫生行政部门、卫生服务管理者以及临床医生必须意识到提高医疗质量保障病人安全的必要性。然而以往对不良事件的处理都是事后处理, 具有一定的滞后性, 而实际上, 针对不良事件进行预警, 及时发现问题, 采取措施, 从源头上进行预防才是关键, 实现这一目标的重要方法就是运用休哈特控制图对卫生服务行为进行常规监测, 发现不良事件的发生是由于偶然因素还是异常因素引起的, 进而制定合理的方案来改善医疗服务, 真正实现“预防为主”的原则。

医疗安全监控系统被广泛认为是解决病人安全问题的一个重要途径, 利用休哈特控制图对医疗过程中由于的不良事件上报情况进行预警, 减少医疗过程中不良事件的发生, 降低医疗损害, 进而保障病人的安全。但是, 针对休哈特控制图在医疗安全信息报告中的应用性研究仍处于初步探索阶段, 需要投入大量的人力、物力、财力对其进行深入的探讨, 及时发出预警, 达到预防的目的。

参考文献

[1]孙静.最新国家标准GB/T4091—2001《常规控制图》理解与实施[M].北京:中国标准出版社, 2002:5.

[2]秦丽娜.X-控制图的特性和检出力分析[J].沈阳工业学院学报, 2000, 2 (19) :83-86.

[3]钱夕元, 荆建芬.统计过程控制及其应用研究[J].计算机工程, 2004, 19 (30) :144-145.

篇4：自动控制原理课程的教学探讨

【关键词】自动控制原理;课程教学;教学探讨

1.引言

《自动控制原理》是自动化专业和电气专业的重要基础理论课，主要讲述自动控制系统的基本概念、控制系统数学模型及系统的分析法等[1]。它是学习《现代控制理论》、《计算机控制系统》等本科后续课程的基础，同时也是学习研究生课程《线性系统》等的基础。该课程不仅对工程技术有指导作用，而且对培养学生的独立思考能力，建立理论联系实际的科学观点和提高综合分析问题的能力，都具有重要的作用。同时，相比较其他一些实践类课程，《自动控制原理》内容相对抽象，课程内容关联性非常强，每个章节都需要深刻的理解与消化，因此这门课的教学任务也极具挑战性。

作者结合近几年来在自动控制原理教学中的亲身体会，同时参考同行的宝贵教学经验[2-4]，总结出了自动控制原理课程教学的特点以及存在的一些问题，并试探性地给出一些改革建议。

2.教学现状

2.1 教学内容众多

《自动控制原理》涉及的内容非常多，除了经典控制理论之外，还有现代控制理论部分。它所牵涉的知识面非常广，在建立控制系统的数学模型和各个知识点的应用时既要有力学、电学、光学和热学等物理知识，又要有电路、电机、电力电子等知识，还要有较强的建模能力和灵活运用知识解决实际问题的能力。同时，课时信息量大，使学生对教学内容难以及时进行有效地消化，教学效果受到影响，不利于学生培养。

2.2 教学手段单一

虽然当今的授课方式大多是多媒体授课，但由于大部分多媒体课件仅是文字和图片的简单组合，实际还是照本宣科的模式，因此并有实质性地发挥多媒体生动直观的优势。比如，在讲授时域性能指标分析的时候，如果电脑课件只是简单地重复书本上的几页插图，给学生感觉就是一个坐标系下面的几条曲线，有上升有下降。在课堂教学中，很难让学生理解时域指标比如超调量、调节时间等这些名词的实际物理含义。如果学生只是机械地死记这些性能指标的公式，那么就会造成这部分内容非常难甚至没有用处的错觉。因此，这种教学手段势必会影响教学效果。

2.3 教学方法陈旧

作为一门基础理论课程，《自动控制原理》内容相对来说理论要多。尽管教材中介绍了一些应用背景，但是跟学生平时所能接触到的还有些差距，因此学生在学习此课程时，没有感性认识，更没有将所学知识用于实践的机会。在课堂教学中，大多数教师在讲授《自动控制原理》时，通常采用都是重理论而轻应用的教学方法。这种传统的教学模式仅仅停留在空洞的理论层面，只给学生讲这些理论的由来或者如何实现这些理论的算法。太多复杂的数学公式推导，繁琐的绘图，使得学生在学习过程中普遍感到难以理解，感觉课程很抽象。久而久之，学生会对整个课程的学习失去兴趣。

3.教学探讨

3.1 优化教学内容

要根据学生的实际情况以及教学中所反应的问题，不断地改进教学内容，合理安排教学内容。这样做的目的在于可以较好地解决教学内容多而学时少之间的矛盾，从而可以提高教学效果。对于教学大纲中规定的重点内容、基本概念、基本原理以及基本方法要讲深讲透。同时，还需要注重工程含义、物理意义及实际应用的阐述。对于教学大纲中规定的一般了解的内容，只作一般性地介绍。比如，在讲授如拉氏变换、Z变换的性质部分，把各项性质列出即可，且应通过例子多作变换方法的说明，而不需要学生掌握具体变化结果的推导过程。

3.2 改进教学手段

要将传统教学手段和现代化教学手段有机结合，充分发挥计算机教学的辅助优势，以MATLAB作为仿真平台[5]，建立自动控制原理先进的教学体系。笔者结合多年的Matlab编程仿真经验，将自动控制理论与MATALB仿真相结合能起到事半功倍的效果。在讲授幅频特性一章时，可以先介绍MATALB的Simulink工具箱的功能，然后以Simulink工具箱仿真引出一个例子，具体如图1和图2所示。图1是Simlink中的框图形式，正弦信号输入到一个稳定系统。图2表示输出的变化。随着正弦信号的频率不断变大，其幅值和相角也在变化。通过实际仿真操作，可以引导学生总结出如下结论：给稳定的系统输入一个正弦信号，其稳态输出是与输入同频率的正弦，幅值随频率而变，相角也是频率的函数。在教学过程中，我们发现通过仿真工具能够加深学生对于抽象结论的理解。

图1 稳定系统框图

图2 稳定系统示波器中输出的变化

3.3 创新教学方法

要坚持创新式的教学方法，始终将理论和实际联系在一起。课堂授课的方式应由过去“填鸭式”为主的教学方式逐渐转化成以“启发式”为主的多形态教学方式。以启发式教学为主的课堂教学方式中，教师是主导，应该给学生说明这些结论的由来，为什么需要这些结论;学生是学习的主体，课堂教学应充分调动学生的积极性，教师应多做承前启后，要将自动控制理论与实际问题相结合，并提出一些前沿问题供学生思考。例如，在讲授时域设计一章中，我们可以通过引入實际项目“工业机器人手臂旋转角度”，给学生详细讲解时域指标的设计方法及其在实际系统中的应用。此外，我们还能通过技术讲座的形式，给学生讲解自动控制在其他一些领域的应用。实践证明，通过不断创新教学方法，能提高学生听课的积极性和主动性，从而改善教学效果。

4.总结

本文对《自动控制原理》的教学现状进行了分析， 讨论了该门课程的教学特点和存在的一些问题，并试探性地给出一些教学改革建议。通过优化教学内容、改进教学手段、创新教学方法，从而可以培养学生学习兴趣并提高课程的教学质量。

参考文献

[1]胡寿松.自动控制原理 （第5版） [M].北京：科学出版社，2007.

[2]曾庆军，徐绍芬，韦中利，等.自动化专业控制类课程群实验教学改革[J].实验室研究与探索，2006，5：632-634.

[3]李润生，姚颖.自动控制原理课程教学改革与实践[J].辽宁科技学院学报，2010，12：63-64.

[4]段纳，高庆争.自动控制原理教学中的问题及对策探讨[J].曲阜师范大学学报，2011，37：7-10.

[5]薛定宇，陈阳泉.基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用 （第2版）[M].北京：清华大学出版社，2011.

篇5：自动控制原理总结报告

一、课程简介

《自动控制原理》是电气自动化专业的一门职业能力课程，以讲授原理为主的纯理论性课。通过本课程的学习，使学生能够正确理解和运用课程的基本概念和理论，掌握一套较完整的分析、设计系统的方法。同时，为以后从事实际工作和专升本的学习奠定理论基础。

二、改革背景

《自动控制原理》这门课以数学为基础，理论性非常强，如果采用平时考核加闭卷考试的方式；在考核内容上重理论轻应用，主要以知识点考核为主，对学生能力、素质的考核以及实际应用还基本处于空白；考试成绩还较片面，考试成绩无法如实的反映出学生对此门课程的理解程度，因此有必要对考试模式进行相应的修改。改革后采用理论考核+虚拟仿真等环节组成，主要是加大学生应用能力的考核。虚拟仿真可以采用MATLAB仿真软件来实现，完成每一章节的内容相应的实验，同时也可以充分利用实训室的设备完成应用实例的验证。此种模式可以加大对学生的实践能力、综合素质的考查力度，避免学生单凭突击复习或者死记硬背便能得高分的考试形式。

三、改革措施

具体实施方式：理论部分的考试形式以试卷为主，主要是对基本知识点的考察，能够理解和运用课程的基本概念和理论解决简单的自动控制问题。虚拟仿真主要是考察学生利用MATLAB仿真软件分析和求解自动控制系统的相关问题。考核形式主要是重点章节的理论部分进行实验验证，通过仿真结果能够正确的分析问题。

总成绩=理论部分*50%+仿真实验*30%+平时考核*20%

四、预期成效

改革后考试模式既考理论也考操作，既考期终也考平时，能够提高学生学习积极性、主动性,。学生分析问题、解决问题的能力会明显提高。虚拟仿真环节可以充分发挥学生的主观能动性，学生可以结合工业实际的应用问题进行仿真，而不拘于特定题目，充分照顾到学生不同能力表现的需求。

篇6：自动控制原理总结报告

微机原理设计报告

题

目 交通信号灯的控制 系

别 电子信息与电气工程系

班 级 11级电子信息工程（2）班 姓

名 钟文俊

学 号 1105012012 指导 老师 丁健

完成 时间 2013年5月28日

交通信号灯控制系统

摘要：本文介绍了以8086微处理器为核心.利用可编程并行接口芯片8255A的软硬件功能，实现对交通灯控制，主要是模拟十字路口的红绿灯，介绍了交通灯控制器的原理以及电路接线。在设计中所用到的编程语言是汇编语言，延时采用的是软件延时（即通过汇编指令）。关键词：8086微处理器;交通灯;8255A

一、课程设计任务

1.1 设计目标

利用ZY15MicInt12BB微机原理及接口实验箱上的8086微处理器模块、并行接口8255A模块，地址译码单元以及0—1LED灯显示等模块，根据所学的微机原理知识，按照实际交通情况设定一种交通灯规则，设计一个简单的交通信号灯控制系统。

1.2 设计要求

在一个十字路口，东西方向和南北方向各有两组交通指示灯，每组有红、黄绿三个灯。东西方向同色灯连在一起，南北方向同色灯连在一起。对各组的交通灯进行控制，以保证车辆在各道上通畅运行。

两组组的交通灯工作过程为：

1.南北方向亮绿灯允许通行，东西方向亮红灯禁止通行 2.当延时25秒后，南北方向的黄灯同时变亮，且延时5秒。3.延时后，东西方向转为绿灯，南北方向转为红灯，且延时25秒。

4.25秒后，转为东西方向黄灯亮，延时5秒后，回到第一步，以次重复进行，不断循环。5.当遇到道路障通，或紧急情况时，A、B道全为红灯。

二、原理说明与硬件设计

2.1原理说明 在本次课程设计当中，采用的是以8086微处理器为核心，以8255A芯片作为接口芯片，运用软件定时（即通过汇编指令）控制LDE灯（即交通灯）按照设定的交通规则显示。

2.2 8086简介

8086微处理器是Intel系列的第三代微处理器，拥有四个16位的通用寄存器，也能够当作八个8位寄存器来存取，以及四个16位索引寄存器，其主频为5MHz/10MHz，地址总线宽度为20位，可寻址的内存空间打1MB。

8086微处理器的内部功能结构由两个独立的工作部件——执行部件EU（Execution Unit）和总线接口部件BIU（Bus Interface Unit）构成。其中，（1）BIU和EU可以并行工作，提高CPU效率。BIU监视着指令队列。当指令队列中有2个空字节时，就自动把指令取到队列中。(2)EU执行指令时，从指令队列头部取指令，然后执行。如需访问存储器，则EU向BIU发出请求，由BIU访问存储器。(3)在执行转移、调用、返回指令时，需改变队列中的指令，要等新指令装入

队列中后，EU才继续执行指令。8086CPU的内部功能结构框图如图2-1所示。

图2-18086CPU的内部功能结构框图

8086微处理器采用40引脚的DIP封装，其引脚图如图2-2所示。8086 CPU到底可以工作在最大模式或最小模式两种工作模式下，这完全由硬件决定。处于不同工作模式时，其部分引脚的功能是不同的。

图2-2 8086的引脚

（1）两种工作方式下功能相同的引脚

MM/MX：最小/最大模式输入控制信号。引脚用来设置8086 CPU的工作模式。当为高电平（接+5V）时，CPU工作在最小模式;当为低电平（接地）时，CPU工作在最大模式。AD15 ～AD0：地址/数据总线，双向，三态。这是一组采用分时的方法传送地址或数据的复用引脚。根据不同时钟周期的要求，决定当前是传送要访问的存储单元或I/O端口的低16位地址，还是传送16位数据，或是处于高阻状态。

A19/S6～A16/S3：地址/状态信号，输出，三态。这是采用分时的方法传送地址或状态的复用引脚。

BHE(低)/S7：允许总线高8位数据传送/状态信号，输出，三态。为总线高8位数据允许信号，当低电平有效时，表明在高8位数据总线D15 ～D8上传送1个字节的数据。S7为设备的状态信号。

RD，WR：读信号和写信号，输出，三态，低电平有效。

READY：准备就绪信号，输入，高电平有效。READY信号用来实现CPU与存储器或I/O端口之间的时序匹配。

TEST：等待测试控制信号，输入，低电平有效。信号用来支持构成多处理器系统，实现8086 CPU与协处理器之间同步协调的功能，只有当CPU执行WAIT指令时才使用。NMI：非屏蔽中断请求信号，输入，高电平有效。

当NMI引脚上有一个上升沿有效的触发信号时，表明CPU内部或I/O设备提出了非屏蔽的中断请求，CPU会在结束当前所执行的指令后，立即响应中断请求。

RESET：复位信号，输入，高电平有效。

CLK：时钟信号，输入。

VCC，GND：电源输入引脚和接地引脚。8086 CPU采用单一+5V电源供电。（2）CPU工作于最小模式时使用的引脚信号

当MM/MX引脚接高电平时，CPU工作于最小模式。此时，引脚信号24～31的含义及其功能如下。

M/IO：存储器、I/O端口选择控制信号。信号指明当前CPU是选择访问存储器还是访问I/O端口。为高电平时，访问存储器，表示当前要进行CPU与存储器之间的数据传送。为低电平时，访问I/O端口，表示当前要进行CPU与I/O端口之间的数据传送。

INTR：可屏蔽中断响应信号，输出，低电平有效。CPU通过信号对外设提出的可屏蔽中断请求做出响应。为低电平时，表示CPU已经响应外设的中断请求，即将执行中断服务程序。

ALE：地址锁存允许信号，输出，高电平有效。CPU利用ALE信号可以把AD15 ～AD0地址/数据、A19/S6～A16/S3地址/状态线上的地址信息锁存在地址锁存器中。DT/R：数据发送/接收信号，输出，三态。DT/信号用来控制数据传送的方向。DT/为高电平时，CPU发送数据到存储器或I/O端口;DT/为低电平时，CPU接收来自存储器或I/O端口的数据。

DEN：数据允许控制信号，输出，三态，低电平有效。信号用作总线收发器的选通控制信号。当为低电平时，表明CPU进行数据的读/写操作。

HOLD：总线保持请求信号，输入，高电平有效。

HLDA：总线保持响应信号，输出，高电平有效。

2.3 8255简介

本次设计灯的亮与灭以及闪烁是用8255的A口和B口控制的，工作在方式0，A口和B口均为输出。并行接口是以数据的字节为单位与I/O设备或被控制对象之间传递信息。CPU和接口之间的数据传送总是并行的，即可以同时传递8位、16位、32位等。8255可编程外围接口芯片是Intel公司生产的通用并行I/O接口芯片，它具有A、B、C三个并行接口，用+5V单电源供电，能在以下三种方式下工作：方式0--基本输入/出方式、方式1--选通输入/出方式、方式2--双向选通工作方式。8255的内部结构及引脚如图2-3所示，8255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式如图2-4所示。

图2-3 8255的内部结构及引脚

图2-4 8255工作方式控制字和C口按位置位/复位控制字格式

三、流程图及电路接线图

1、软件流程图如下：

图3-1软件流程图

2系统汇编源程序

系统采用汇编程序，利用延时子程序实现定时,具体程序如下：

PORT_A EQU

2A0H

;声明8255A口地址 PORT_B EQU

2A1H

;声明8255B口地址 PORT_C EQU

2A2H

;声明8255C口地址

CMD_PORT EQU

2A3H

;声明8255A控制字寄存器端口地址 PORT_CS EQU

2A3H CODE SEGMENT

ASSUME CS:CODE START:

MOV AL,10000001B

;方式控制字：B口为输出

MOV DX,2A3H

OUT DX,AL

;写方式控制字到8255A控制字寄存器端口 SHOW:

NLDH: MOV DX,PORT_B

MOV AL,00101000B

;状态1：南北方向亮绿灯东西方向亮红灯

OUT DX,AL

MOV BL,0

;BL清0 YS1:

CALL DELAY

INC BL

CMP BL,500

JNG YS1

NHDH : MOV DX,PORT_B

MOV AL,00011000B

OUT DX,AL;

MOV BL,0 YS2:

CALL DELAY

INC

BL

CMP BL,100

JNG YS2

NHDL:

MOV DX,PORT_B

MOV AL,01000100B

OUT DX,AL

MOV BL,0 YS3:

CALL DELAY

INC BL

CMP BL,500

JNG YS3

NHDH:

MOV DX,PORT_B

MOV AL,01000010B

OUT DX,AL

MOV BL,0 YS4:

CALL DELAY

INC BL

CMP BL,100

;延时25秒;（BL）++;比较

;（BL）<=500,转移到l1;状态2：南北方向亮黄灯东西方向亮红灯;延时5秒;状态3：南北方向亮红灯东西方向绿灯;延时25秒

;状态4：南北方向亮红灯东西方向黄灯;延时5秒

JNG YS4

JMP SHOW DELAY PROC

;50ms延时子程序

PUSH BX

;保护现场

PUSH CX

MOV BL,5

NEXT: MOV CX,2801

;内循环次数（实现延时10 ms）W10MS: LOOP W10MS

;

DEC BL

;修改外循环计数值

JNZ NEXT

;BX不等于0则进行外循环

POP CX

;恢复现场

POP BX

RET

;退出子程序，返回主程序 DELAY ENDP

;结束过程 CODE ENDS END START

四、总结

通过此次课程设计,结合所学的《微机原理与接口技术》这门课程的知识，对其应用之一——交通灯控制器进行设计与实现。总体感觉收获比较多，因为可以将书本上的知识应用到实践当中。刚开始的时候，翻阅了一些资料，还是没有什么头绪，后来在几个同学的帮助下，经过多次的上机练习和调试终于找到了入口点，接下来的事情就相对的容易一些了。首先，把握整个的设计的大概的流程，然后再对每一个分快进行设计，最后进行调试。在设计的过程中，很重要的一点是要熟悉可编程并行通信接口芯片8255A的初始化及其端口的使用。此次课程设计感觉收获很多，比如，翻阅资料提高了自学能力，和同学一起讨论汲取别人的长处。希望老师能够引导学生应该如何去把握、分析课程设计的主题，找出突破点，让学生积极主动进行课程设计，以使学生更好地提高自学的能力。

参考文献：