的概念，讨论了可以精确跟踪变化的输入信号的机 电伺服机构。
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第四章 楼宇自动化系统
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1940年代，频率响应法为闭环控制系统提供了一种可 行方法，Evans提出并完善了根轨迹法。
1950年代末，控制系统设计问题的重点从设计许多可 行系统中的一种系统，转到设计在某种意义上的最佳 系统（最优控制）。
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§4.2 BAS的构成
1. 监控范围
供配电及管理系统：高、低压配电，变电，发电 照明控制与管理：工作、事故、艺术等照明 环境控制与管理：空调，通风，冷、热源，给排水 消防报警与联动控制：报警，防排烟，联动 保安监视与控制：防盗，监视，门禁 交通管理系统：电梯，停车场管理 广播系统：背景音乐，事故广播 管理服务：运营报表，经济分析，档案管理，报修
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§4.1 自动控制理论简介 §4.2 BAS的构成 §4.3 集散式计算机控制与管理系统 §4.4 LONWORKS技术简介 §4.5 BACnet协议的应用 §4.6 设备的自动控制 §4.7 楼宇自动化系统的施工
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§4.1 自动控制理论简介
1960年代，数字计算机的出现为复杂系统的基于时域 分析的现代控制理论提供了可能。
从1960年到1980，确定性系统、随机系统的最佳控制， 及复杂系统的自适应和学习控制，都得到充分的研究。
从1980年到现在，现代控制理论进展集中于鲁棒控制、 H∞控制及其相关课题。
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Closed Loop
+
-
SISO系统 MIMO系统
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三、PID控制器
P----Proportional, I ----Integral, D----Derivative. 据统计，工业控制的控制器中PID类控制器占有90%以上。
随着控制理论的发展，出现了各种分支，如专家系统、模糊 逻辑、神经网络、灰色系统理论等，它们和传统的PID控制 策略相结合又派生出各种新型的PID类控制器，形成庞大的 PID家族，很多算法大大改进了传统PID控制器的性能。
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四、智能控制
模糊（Fuzzy）控制
----建立在模糊数学理论之上
基于人工神经网络（ANN）的控制
----建立在ANN（模仿人类神经系统）理论之上
模糊神经网络控制
----将模糊数学理论与ANN理论相结合
学习控制（仿人控制）
----包括迭代学习控制、遗传学习控制等
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线性系统理论 最优控制 辨识控制 自适应控制 随机控制 鲁棒（Robust）控制 模糊（Fuzzy）控制 智能控制
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近十年来，随着人工智能和机器人技术的快速发展，对智能控制的研究出现
一股热潮。各种智能决策系统、专家系统、学习系统和故障诊断系统等已被 应用于各类工业过程控制系统、智能机器人系统和智能化生产系统。
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控制的关键在于反馈
热力系统的人工反馈控制
蒸汽
温度计 热水
冷水
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排水
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热力系统的自动反馈控制
温度测 量装置
热水
自动控制器
控制阀 蒸汽 冷水
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排水
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二、自动控制系统的基本要求
可以归结为
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Building Automatic System (BAS)
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BAS是智能建筑必不可少的基本组成部分 提供舒适、宜人和安全的生活与工作环境 提高各类建筑设备运行的经济性 对建筑物内的各类设备进行有效的监控
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标之间的矛盾性。目前，国际上先进的控制系统，应为分布 式智能控制系统，该系统采用具有内核技术的适时多任务、 多用户、分布式操作系统，以实现抢先任务调度算法的快捷 响应，构成分布式智能控制系统的硬件和软件，并采用标准 化、模块化和系统化的设计，系统运行互为热备份。
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一、自动控制理论的发展 18世纪，James Watt 为控制蒸汽机速度设计的离心调
节器，是自动控制领域的第一项重大成果。 1922年，Minorsky研制出船舶操纵自动控制器，并
证明了从系统的微分方程确定系统的稳定性的方法。 1932年，Nyquist提出法。 1934年，Hezen提出了用于位置控制系统的伺服机构
• 稳定性（长期稳定性） • 准确性（精度） • 快速性（相对稳定性）
稳 准快
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控制系统基本组成（P.33）
控制器（controller） 被控对象（plant）
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分类
开环控制系统 闭环控制系统
Open Loop
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综合自动化的实现，是要分别建立在自上而下的分层单元，从控制角 度来分析，现代工业控制对象具有以下特征：
1.复杂性：系统结构和参数具有高维性，时变性，模糊性和
高度的非线形。
2.不确定性：系统及其外部环境具有很多未知的和不确定的
因素，这些因数还会随着时间空间的变化而发生难以预料的 变化。
3.高性能要求：由于系统复杂导致控制目标的多样和各种目
优点：结构简单、算法简单、鲁棒性好和可靠性高，各个控 制器参数有着明显的物理意义，调整方便，被广泛应用于过 程控制和运动控制中，尤其适用于可建立精确数学模型的确 定性控制系统
缺点：各个控制器参数需调节。
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PID控制器
P
+-
I
D
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经典控制理论
以传递函数为基础研究 单输入-单输出一类定 常控制系统的分析与 设计问题。这些理论 由于其发展较早，现 已臻成熟。
现代控制理论
以状态空间法为基础， 研究多输入-多输出、 时变、非线性一类控 制系统的分析与设计 问题。系统具有高精 度和高效能的特点。
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