计算机辅助设计-硬盘驱动器控制系统研究.doc
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计算机辅助设计-硬盘驱动器控制系统研究,页数 34页字数 1.7万字引言仿真技术是以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础，以计算机和专用设备为工具，用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验研究的一门多学科的综合性技术。由于仿真技术具有良好的可控性、经济性、无破坏性，并具有不受外界条件限制、可多次重复使用等特点，所以...
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计算机辅助设计-硬盘驱动器控制系统研究
页数 34页 字数 1.7万字
引 言
仿真技术是以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础，以计算机和专用设备为工具，用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验研究的一门多学科的综合性技术。由于仿真技术具有良好的可控性、经济性、无破坏性，并具有不受外界条件限制、可多次重复使用等特点，所以仿真技术在军民两个方面的应用非常广泛。
1.仿真的原理与步骤
仿真，概括地说包括“建模一实验一分析”这三个基本部分，即仿真不是单纯的对模型的实验，而且包括从建模到实验到分析的全过程。因此进行一次完整的计算机仿真应经过以下步骤：（1）明确仿真对象(系统)。要明确以什么样的精密度来校真对象的哪一部分和仿真什么样的行为，并根据仿真的目的确定所研究系统的边界及约束条件，以及系统的规模及变量个数等；（2）建立数学模型(或流程图)。建立什么样的数学模型与建模的目的有密切的关系。如果仅仅要求了解系统的外部行为，则要设法建立一个描述系统的外部行为的外部模型；如果不仅要了解系统的外部行为，还要求了解系统内部的活动规律，就要设法建立一个描述系统输人集合、状态集合及输出集合之间关系的模型，称为内部模型或状态模型；（3）模型变换。即把数学模型变成计算机可以接受的形式，称为仿真模型；（4）设计仿真实验，例如利用数学公式、逻辑公式或算法等来表示实际系统的内部状态和输人输出间的关系；（5）模型装载。把模型装人计算机；（6）仿真实验。模型装人计算机后，便可以利用计算机对模型进行各种规定的实验，并测定其输出；（7）实验结果的评价和分析。首先要确定评价标准，然后反复进行仿真，对诸次仿真的数据进行分析、整理，从代替方案中选出最优系统或找出系统运用的最优值。
2.仿真技术的发展趋势
信息技术和网络技术的发展，完全改变了传统的仿真概念，出现了分布式交互仿真。分布式交互仿真是一种新兴的仿真技术，它采用协调一致的结构、标准、协议和数据库，通过局域网和广域网将分散在各地的人、仿真器形成一个时间和空间上相互耦合的虚拟战场环境。从而把分散在不同地点的新武器系统、新技术开发试验者、使用者联系在一起，使他们能有效地进行交互作用。这不但使新技术、新武器信息能从开发者向使用者“前馈”，还能使作战概念、条令从作战研究人员向新技术开发者“反馈”。
作为21世纪具有战略性的技术，仿真技术将深刻影响国民经济和国防科学技术的发展。为适应21世纪信息社会发展的需要，信息处理和仿真应系统建立在一个多维的信息空间上，建立在一个定性和定量相结合、感性认识和理性认识相结合的综合集成环境中，形成人机和谐的仿真环境。
[目录]
第1章 概述
随着科学技术、特别是信息技术的突飞猛进，自动控制技术越来越广泛地应用于工农业生产、交通运输、国防、宇航及日常生活的各个领域。掌握和了解自动控制的基本理论和方法，对从事工程技术类各专业的科学技术人员是十分必要的。本课程具有科学方法论的鲜明特点，研究的问题带有普遍性，是广泛意义上的方法论。这将对学生提高分析问题和解决问题的能力，奠定坚实的理论基础。
自动控制，是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置（控制器）使被控对象(如生产过程中的位移、速度、温度，电力系统中电压、电流、功率等物理量或某些化合物的成分等)，依照预定的规律进行运动或变化。这种能对被控制对象的工作状态进行控制的系统称为自动控制系统。它一般由控制装置和被控对象组成..........
第2章 硬盘驱动器
2.1 硬盘的概念与原理
2.2 硬盘的结构
2.3 硬盘指针的设计理念
2.4 硬盘驱动器的发展趋势
第3章 P I D控制器
3.1 PID控制器概述
3.2 比例控制
3.3 积分控制
3.4 微分控制
3.5 比例积分控制
3.6 比例微分控制
第4章 控制器设计简介
4.1 控制系统设计的要求
4.2 常用的校正方法
4.3 校正的几种方式
4.4 超前—滞后控制系统
第5章 硬盘驱动器串联校正环节的设计
5.1 频率法的超前校正
5.2 基于频率法的滞后校正
结论与展望
致 谢
参考文献
[参考文献]
[4] 刘坤.MATLAB自动控制原理习题精解[M].北京：国防工业出版社，2004.
[5] 张玉明.计算机控制系统分析与设计[M].北京：中国电力出版社，2000.
[6] 邹伯敏.自动控制理论[M].北京：机械工业出版社，2002.
[7] 陈在平.控制系统计算机仿真与CAD：MATLAB语言应用[M].天津：天津大学出版社，,2001.
[8] 姜玉宪.控制系统仿真[M].北京：北京航空航天大学出版社，1998.
[9] 姜平,汤敏.自整定PID控制的研究和实现[N].南通工学院报，2000.
[10] 胡寿松.自动控制原理（第四版）[M].北京：科学出版社，2001.
[11] 施阳,李俊.MATLAB语言工具箱[M].西安:西北工业大学出版社，1998.
[12] 程卫国，冯峰，姚东，徐昕. MATLAB应用指南[M].北京：人民邮电出版社，1999.
[13] 韩璞,朱希彦.自动控制系统数字仿真[M].北京：中国电力出版社，1995.
[14] 陶永华,尹怡欣,葛芦生.新型PID控制及应用[M].北京：机械工业出版社，1998.
[15] Xiang Guobo and Qian Yeqing. X-Q adaptive PID Controller and Its Application to Multi-objective control system with the satisfied Performance.[J].Control Theory and Application.Vol.16.No.3
页数 34页 字数 1.7万字
引 言
仿真技术是以控制论、系统论、相似原理和信息技术为基础，以计算机和专用设备为工具，用系统模型对实际的或设想的系统进行动态试验研究的一门多学科的综合性技术。由于仿真技术具有良好的可控性、经济性、无破坏性，并具有不受外界条件限制、可多次重复使用等特点，所以仿真技术在军民两个方面的应用非常广泛。
1.仿真的原理与步骤
仿真，概括地说包括“建模一实验一分析”这三个基本部分，即仿真不是单纯的对模型的实验，而且包括从建模到实验到分析的全过程。因此进行一次完整的计算机仿真应经过以下步骤：（1）明确仿真对象(系统)。要明确以什么样的精密度来校真对象的哪一部分和仿真什么样的行为，并根据仿真的目的确定所研究系统的边界及约束条件，以及系统的规模及变量个数等；（2）建立数学模型(或流程图)。建立什么样的数学模型与建模的目的有密切的关系。如果仅仅要求了解系统的外部行为，则要设法建立一个描述系统的外部行为的外部模型；如果不仅要了解系统的外部行为，还要求了解系统内部的活动规律，就要设法建立一个描述系统输人集合、状态集合及输出集合之间关系的模型，称为内部模型或状态模型；（3）模型变换。即把数学模型变成计算机可以接受的形式，称为仿真模型；（4）设计仿真实验，例如利用数学公式、逻辑公式或算法等来表示实际系统的内部状态和输人输出间的关系；（5）模型装载。把模型装人计算机；（6）仿真实验。模型装人计算机后，便可以利用计算机对模型进行各种规定的实验，并测定其输出；（7）实验结果的评价和分析。首先要确定评价标准，然后反复进行仿真，对诸次仿真的数据进行分析、整理，从代替方案中选出最优系统或找出系统运用的最优值。
2.仿真技术的发展趋势
信息技术和网络技术的发展，完全改变了传统的仿真概念，出现了分布式交互仿真。分布式交互仿真是一种新兴的仿真技术，它采用协调一致的结构、标准、协议和数据库，通过局域网和广域网将分散在各地的人、仿真器形成一个时间和空间上相互耦合的虚拟战场环境。从而把分散在不同地点的新武器系统、新技术开发试验者、使用者联系在一起，使他们能有效地进行交互作用。这不但使新技术、新武器信息能从开发者向使用者“前馈”，还能使作战概念、条令从作战研究人员向新技术开发者“反馈”。
作为21世纪具有战略性的技术，仿真技术将深刻影响国民经济和国防科学技术的发展。为适应21世纪信息社会发展的需要，信息处理和仿真应系统建立在一个多维的信息空间上，建立在一个定性和定量相结合、感性认识和理性认识相结合的综合集成环境中，形成人机和谐的仿真环境。
[目录]
第1章 概述
随着科学技术、特别是信息技术的突飞猛进，自动控制技术越来越广泛地应用于工农业生产、交通运输、国防、宇航及日常生活的各个领域。掌握和了解自动控制的基本理论和方法，对从事工程技术类各专业的科学技术人员是十分必要的。本课程具有科学方法论的鲜明特点，研究的问题带有普遍性，是广泛意义上的方法论。这将对学生提高分析问题和解决问题的能力，奠定坚实的理论基础。
自动控制，是指在无人直接参与的情况下，利用控制装置（控制器）使被控对象(如生产过程中的位移、速度、温度，电力系统中电压、电流、功率等物理量或某些化合物的成分等)，依照预定的规律进行运动或变化。这种能对被控制对象的工作状态进行控制的系统称为自动控制系统。它一般由控制装置和被控对象组成..........
第2章 硬盘驱动器
2.1 硬盘的概念与原理
2.2 硬盘的结构
2.3 硬盘指针的设计理念
2.4 硬盘驱动器的发展趋势
第3章 P I D控制器
3.1 PID控制器概述
3.2 比例控制
3.3 积分控制
3.4 微分控制
3.5 比例积分控制
3.6 比例微分控制
第4章 控制器设计简介
4.1 控制系统设计的要求
4.2 常用的校正方法
4.3 校正的几种方式
4.4 超前—滞后控制系统
第5章 硬盘驱动器串联校正环节的设计
5.1 频率法的超前校正
5.2 基于频率法的滞后校正
结论与展望
致 谢
参考文献
[参考文献]
[4] 刘坤.MATLAB自动控制原理习题精解[M].北京：国防工业出版社，2004.
[5] 张玉明.计算机控制系统分析与设计[M].北京：中国电力出版社，2000.
[6] 邹伯敏.自动控制理论[M].北京：机械工业出版社，2002.
[7] 陈在平.控制系统计算机仿真与CAD：MATLAB语言应用[M].天津：天津大学出版社，,2001.
[8] 姜玉宪.控制系统仿真[M].北京：北京航空航天大学出版社，1998.
[9] 姜平,汤敏.自整定PID控制的研究和实现[N].南通工学院报，2000.
[10] 胡寿松.自动控制原理（第四版）[M].北京：科学出版社，2001.
[11] 施阳,李俊.MATLAB语言工具箱[M].西安:西北工业大学出版社，1998.
[12] 程卫国，冯峰，姚东，徐昕. MATLAB应用指南[M].北京：人民邮电出版社，1999.
[13] 韩璞,朱希彦.自动控制系统数字仿真[M].北京：中国电力出版社，1995.
[14] 陶永华,尹怡欣,葛芦生.新型PID控制及应用[M].北京：机械工业出版社，1998.
[15] Xiang Guobo and Qian Yeqing. X-Q adaptive PID Controller and Its Application to Multi-objective control system with the satisfied Performance.[J].Control Theory and Application.Vol.16.No.3
