1.4 the design process of control system

发布于:2021-06-11 03:02:18

“好的设计”很难定义,但通常你会认可一些好的设计。好的设计的一个特 征是, 它准确适用于特定应用的场合。 提出所有需要的, 而排除一切所不需要的。 好的设计所需要的技巧包括经验,直觉和敏锐的感觉,这些并不容易从课本 中学到。在设计方面,你最应该从教科书中期望得到的是学到一些有用的工具。 就像大多数关于控制系统设计的书一样, 本书提供了一些能够被简化成数学 公式的工具,分析和仿真。其他方面的设计技巧(比如整个系统的概念化,部件 的选型,处理时间和金钱上的限制等) ,也像数学分析一样重要,可以通过实践 经验不断获得和完善。 实际上,大多数系统都是通过进化发展的,不仅是生物系统,人类的发明如 汽车和飞机也是这样。 豪华而高性能的汽车可以追溯到简单的T模型; 最先进的, 甚至只出现在承包商的画板上的战斗机,也是起源于老式的“小鹰”飞机。 很多工程是把现有的设计做进一步修改, 现有产品的新型号设计就是引进新 的先进技术, 一个新型的或改进的传感器或执行器,一个用于替换模拟控制器的 数字处理器。 模拟法(常被称为反转工程)是另一种常用的设计方法。通过这种最明显但 也最缺乏创意的方法,你可以仔细研究现有产品,然后复制设计方法。这个过程 是合法的, 除非产品复制受专利保护。更有创意的模仿法是将一个产品的思想应 用到另一个产品中去。 当你需要控制容器中的液位时,可以考虑一下在你的厕所 中这是怎样实现的。 创新总是受规范,标准和工程保守主义的限制。例如,飞机制造厂用了许多 年才接受了“靠电线飞行”的概念, “靠电线飞行”使飞行员控制器(如操纵杆 和脚踏板)和可移动的空气动力控制翼面(如方向舵,升降机和副翼)之间的机 械连接(如连杆或绳索)被携带信号的电线所取代。电线把信号从驾驶员控制器 传递给飞行控制计算机,然后从计算机传递给位于控制翼面的执行器。 尽管工程标准会延迟发展, 但在防止技术混乱上仍然是必要的。由于以上原 因,你极少能有机会设计一个全新的控制系统。但假设机会确实来了,你将如何 进行设计?你可以按照由图 1.4.1 描述的流程图进行设计。


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