控制系统CAD 第1章 绪论

4、 美国三种典型导弹研制过程仿真技术的作用 爱国者 罗兰特 尾 刺

控制系统CAD，即控制系统的计算机辅助设计（Control System Computer Aided Design）。控制系统CAD技术是对复杂控制系统进行分析和设计的重要方法和手段。在进行控制系统的分析与综合的过程中，除了要进行理论分析外，还要对系统的特性进行实验研究，研究系统的固有的动态特性，验算设计的控制器能否达到预期的性能指标，这个过程是设计－实验－修改设计－再实验的过程。

对于比较简单的被控对象，可以通过在实际系统上进行实验和调整来获得较好的参数整定，最终获得较好的控制效果。但在实际的生产过程中，大部分的被控对象是比较复杂的，并且要考虑安全性等因素，往往在实际系统上

原计划发射 仿真后实发 141 101 224 95 185 114 节省导弹 40 129 71 节省费用（单位：千万美元） 8．0 4．2 2．5 5

进行实验，是比较危险或难以实现的，如导弹飞行、反应堆等。这时，就需要把实际系统建立成物理模型或数学模型进行研究，然后将对模型实验研究的结果应用到实际系统中去。目前，由于数字计算机的普遍应用，使得采用计算机对实际系统进行仿真日益受到人们的重视，其应用也愈来愈广泛。

本章主要介绍控制系统仿真的基本概念，最后简要介绍一下控制系统仿真的发展概况和应用范围。 6

1.1 控制系统仿真的基本概念

1.1.1 系统

定义：系统是由相互联系、相互作用的物体所形成的具有特定功能和运动规律的有机整体。

系统的三要素： （1） （2） （3）

理发店系统： 实体：服务员、顾客

属性： 顾客——什么时候来，有什么要求等

实体。系统中具有确定意义的物体。 属性。实体所具有的任何有效特征。 活动。系统内部发生的变化过程。

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服务员——根据顾客的要求服务

活动： 顾客影响着服务员的工作忙闲状态；而顾客排队状态服务员的多少和服务效率：影响着顾客接受服务

的质量

系统的特性：

（1）整体性。系统中的各部分不能随意分割。 （2）相关性。各部分按一定规律和方式相联系。

（3）隶属性。系统隶属界跟随不同研究目的和问题而变化。

控制系统分为手动控制系统和自动控制系统。

（1）手动控制系统。需要在人的直接参与下才能使被控对象按照预先确定的规律运动，以达到控制目标的要求。 （2）自动控制系统。不需要人的直接参与，通过控制装置代替人的作用，使被控对象按照预先确定的规律运动，

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