螺旋线插补速度规划及其插补参数求解方法

第51卷 第11期

2018年11月

天津大学学报(自然科学与工程技术版) Journal of Tianjin University (Science and Technology ) V ol. 51 No. 11Nov. 2018

收稿日期：2018-03-13；修回日期：2018-07-07.

作者简介：王太勇（1962— ），男，博士，教授，tywang@https://www.sodocs.net/doc/765075381.html,.

通讯作者：尤中桐，you_zhongtong@https://www.sodocs.net/doc/765075381.html,.

基金项目：国家自然科学基金资助项目(51475324)；天津市科学技术委员会资助项目(16PTGCCX00080). Supported by the National Natural Science Foundation of China (No.51475324) and the Tianjin Science & Technology Council (No.16PTGCCX00080).

DOI:10.11784/tdxbz201803042

螺旋线插补速度规划及其插补参数求解方法

王太勇，尤中桐，辛全琦

(天津大学机械工程学院，天津 300350)

摘 要：提出了一种基于曲率特性与7段式S 型加减速的阿基米德螺线插补算法．该插补算法的速度规划综合考虑了螺旋线变半径特性与曲率特性对运行速度的持续限制，以求得到合理的速度规划结果．针对一般插补参数求解方法存在较高速度波动率的问题，设计了一种基于改进牛顿迭代的预估-校正法．该方法以1阶泰勒展开法求解迭代初值，然后利用改进牛顿迭代计算限定的次数得到精确值，最后通过仿真对比与实验说明其优势与应用价值，该方法可有效降低速度波动率，且满足数控系统实时性要求．

关键词：阿基米德螺线；加减速规划；速度波动；改进牛顿迭代

中图分类号：TH164 文献标志码：A 文章编号：0493-2137(2018)11-1107-10

Spiral Interpolation Velocity Planning and Method of Solving

Interpolation Parameters

Wang Taiyong ，You Zhongtong ，Xin Quanqi

(School of Mechanical Engineering ，Tianjin University ，Tianjin 300350，China )

Abstract ：This study aims to propose an Archimedes spiral interpolation algorithm based on curvature characteristics and 7-segment-S-type acceleration/deceleration. To obtain a reasonable velocity planning result ，the constant limita-tion of the variable spiral radius and curvature characteristics related to the running velocity was considered in the velocity planning of this interpolation algorithm. To reduce the high rate of velocity fluctuation in the general method of solving interpolation parameters ，a predictor-corrector method based on an improved Newton iteration was de-signed. The first-order Taylor expansion method was used to obtain the initial iteration value ，and then the exact value was obtained by the improved Newton iteration. The advantages and application value of the predictor-corrector method are shown by simulation comparison and experiment. The method can effectively reduce the rate of velocity fluctuation and meet the real-time requirement of the computer numerical control (CNC )systems.

Keywords ：Archimedes spiral ；acceleration/deceleration planning ；velocity fluctuation ；improved Newton iteration method

制造业迅猛发展，在航空、航天、汽车、模具制造

等领域，复杂曲线类零件的应用越来越广泛．是否具

有空间参数曲线实时插补功能，是衡量数控系统加工

能力的一个重要标志[1]，然而除少数国外高端数控系

统(西门子840D 、法那科30i 等)具有复杂参数曲线

插补功能外，国内大多数数控系统通常只提供直线、

圆弧插补功能[2-3]，所以拓展插补功能是数控技术领

域创新性发展的重要任务之一．在这方面，一些学者

立足于阿基米德螺线(简称为螺旋线)的工程实际应用，进行了其数控加工方法研究，大致可划分为以下3个方向． (1) 基于时间分割法．罗良玲等[4]基于时间分割思想，以当前点位置与一个插补周期内的进给量作为已知条件，推导出插补点间的递推公式，进而求得各轴的增量．但是递推公式成立的前提是参数增量足够小，而这会限制最大运行速度，降低效率．

砂轮小整理

一、砂轮材质： 1、材质种类：A 、WA、SA、PA、GC、C、38A、DA、19A 2、材质选择： A ——棕刚玉磨料，色泽为棕褐色，硬度高，韧性大。适应于磨抗张强度较高的金属，如碳素钢、合金钢、可锻铸铁、硬青铜等。 WA—白刚玉磨料，色泽为白色，硬度高于棕刚玉，磨粒易破碎，棱角锋利，切削性能好，磨削热量小。适合于磨淬火钢、合金钢、高速钢、高碳钢、薄壁零件等。 SA——单晶刚玉磨料，色泽为淡黄色，与A、WA材磨料比较，硬度高、韧性大，呈单颗粒球状晶体，抗破碎性较强。适合于磨不透钢、高钒高速钢等韧性大、硬度高的材料及易变形烧伤的工件。 PA——铬刚玉磨料，色泽为玫瑰色或紫红色，切削刃锋利，棱角保持性好，耐用度较高。适用于磨刀具、量具、仪表、螺纹等工件表面粗糙度值要求低的工件。 GC——绿碳化硅磨料，色泽为绿色，硬度高、性脆、磨料锋利、具有一定导热性。适合于磨铸铁、黄铜、铅、锌及橡胶、皮革、塑料、木材、矿石等。 C——黑碳化硅磨料，色泽为灰黑色，硬度高、脆性较大、磨粒锋利、导热性好。适合于磨硬质合金、光学玻璃、陶瓷等硬脆材料。 二、砂轮粒度：←粗……20#、24#、30#、……180#、220#、240#、…… 细→ 三、砂轮硬度：←软 E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O、P、Q、R、S、T 硬→ 四、砂轮标示：例砂轮标示为：WA46L5V351A350×40×127其中各字母代号、数据各代表意义如下：WA→砂轮采用的磨料材质35→砂轮使用线速度为35M/S( 砂轮线速度计算公式为 V = 丌DN /1000,D砂轮外径，N 为每分钟回转）46→砂轮的粒度1A→砂轮的形状L→砂轮硬度350→砂轮直径尺寸5→砂轮组织号40→砂轮厚度尺寸V→砂轮为陶瓷制法砂轮子127→砂轮内孔尺寸 砂轮是用磨料和结合剂树脂等制成的中央有通孔的圆形固结磨具。砂轮是磨具中用量最大、使用面最广的一种，使用时高速旋转，可对金属或非金属工件的外圆、内圆、平面和各种型面等进行粗磨、半精磨和精磨以及开槽和切断等。砂轮种类繁多。 磨料是制造砂轮的主要原料，它担负着切削工作。 碳化硅磨料： （一）黑色碳化硅 (C) 含 95% 以上的碳化硅。呈黑色或深蓝色，有光泽。硬度比白刚玉高，性脆而锋利，导热性和导电性良好 磨削铸铁。黄铜、铝、耐火材料及非金属材料，黑碳化硅砂轮，用于磨削抗张强度低的材料，如灰铸铁，有色金属纯铝，铝合金，黄铜，白铜，紫铜等粘性比较大的材料，以及石材，陶瓷玻璃，耐火材料等 黑碳化硅砂轮呈黑色或深蓝色，有光泽。硬度比白刚玉高，性脆而锋利，导

逐点比较插补原理的实现

目录 1设计任务及要求 (1) 2方案比较及认证 (2) 3设计原理 (4) 3.1硬件原理 (4) 3.2硬件原理 (5) 4软件系统 (9) 4.1软件思想 (9) 4.2流程图 (9) 4.3源程序 (9) 5调试记录及结果分析 (10) 5.1界面设置 (10) 5.2调试记录 (10) 5.3结果分析 (11) 6心得体会 (13) 7 参考资料 (14) 附录 (15)

1设计任务及要求 设计一个计算机控制步进电机系统，该系统利用PC 机的并口输出控制信号，其信号驱动后控制X 、Y 两个方向的三相步进电机转动，利用逐点比较法插补绘制出如下曲线。 课程设计的主要任务: 1．设计硬件系统，画出电路原理框图； 2．定义步进电机转动的控制字； 3．推导出用逐点比较法插补绘制出下面曲线的算法； 4．编写算法控制程序，参数由键盘输入，显示器同时显示曲线； 5. 撰写设计说明书。课程设计说明书应包括：设计任务及要求；方案比较及认证；系统滤波原理、硬件原理，电路图，采用器件的功能说明；软件思想，流程，源程序；调试记录及结果分析；参考资料；附录：芯片资料，程序清单；总结。 X Y O

2方案比较及认证 本次课程设计内容为设计一个计算机控制步进电机系统，该系统利用PC 机的并口输出控制信号，其信号驱动后控制X 、Y 两个方向的三相步进电机转动，利用逐点比较法插补绘制出第一象限逆圆弧。数字程序控制主要应用于机床的自动控制，如用于铣床、车床、加工中心、以及线切割等的自动控制中。 采用数字程序控制的机床叫数控机床，它能加工形状复杂的零件、加工精度高、生产效率高、便于改变加工零件品种等优点，是实现机床自动化的一个重要发展方向。本次课程设计采用逐点比较法插补原理以及作为数字程序控制系统输出装置的步进电机控制技术进行第一象限圆弧插补。第一象限圆弧如图2-1所示。 图2-1 第一象限逆圆弧 针对以上设计要求，采用步进电机插补原理进行逐步逼近插补。 硬件方面，步进电机是机电控制中一种常用的执行机构，它的用途是将电脉冲转化为角位移，通俗地说：当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。通过控制脉冲个数即可以控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 逐点比较法是以阶梯折线来逼近直线或圆弧等曲线，它与规定的加工直线或圆弧之间的最大误差为一个脉冲当量，因此只要把脉冲当量（每走一步的距离即步长）取得足够小，就可以达到精度的要求。以下为课程设计要求插补的第一象限逆圆弧。图3-3为第一象限逆圆弧。 X Y O

插补原理

插补原理：在实际加工中，被加工工件的轮廓形状千差万别，严格说来，为了满足几何尺寸精度的要求，刀具中心轨迹应该准确地依照工件的轮廓形状来生成，对于简单的曲线数控系统可以比较容易实现，但对于较复杂的形状，若直接生成会使算法变得很复杂，计算机的工作量也相应地大大增加，因此，实际应用中，常采用一小段直线或圆弧去进行拟合就可满足精度要求(也有需要抛物线和高次曲线拟合的情况)，这种拟合方法就是“插补”，实质上插补就是数据密化的过程。插补的任务是根据进给速度的要求，在轮廓起点和终点之间计算出若干个中间点的坐标值，每个中间点计算所需时间直接影响系统的控制速度，而插补中间点坐标值的计算精度又影响到数控系统的控制精度，因此，插补算法是整个数控系统控制的核心。插补算法经过几十年的发展，不断成熟，种类很多。一般说来，从产生的数学模型来分，主要有直线插补、二次曲线插补等；从插补计算输出的数值形式来分，主要有脉冲增量插补(也称为基准脉冲插补)和数据采样插补[26]。脉冲增量插补和数据采样插补都有个自的特点，本文根据应用场合的不同分别开发出了脉冲增量插补和数据采样插补。 1数字积分插补是脉冲增量插补的一种。下面将首先阐述一下脉冲增量插补的工作原理。2.脉冲增量插补是行程标量插补，每次插补结束产生一个行程增量，以脉冲的方式输出。这种插补算法主要应用在开环数控系统中，在插补计算过程中不断向各坐标轴发出互相协调的进给脉冲，驱动电机运动。一个脉冲所产生的坐标轴移动量叫做脉冲当量。脉冲当量是脉冲分配的基本单位，按机床设计的加工精度选定，普通精度的机床一般取脉冲当量为：0.01mm，较精密的机床取1或0.5 。采用脉冲增量插补算法的数控系统，其坐标轴进给速度主要受插补程序运行时间的限制，一般为1~3m/min。脉冲增量插补主要有逐点比较法、数据积分插补法等。逐点比较法最初称为区域判别法，或代数运算法，或醉步式近似法。这种方法的原理是：计算机在控制加工过程中，能逐点地计算和判别加工偏差，以控制坐标进给，按规定图形加工出所需要的工件，用步进电机或电液脉冲马达拖动机床，其进给方式是步进式的，插补器控制机床。逐点比较法既可以实现直线插补也可以实现圆弧等插补，它的特点是运算直观，插补误差小于一个脉冲当量，输出脉冲均匀，速度变化小，调节方便，因此在两个坐标开环的CNC系统中应用比较普遍。但这种方法不能实现多轴联动，其应用范围受到了很大限制。对于圆弧插补，各个象限的积分器结构基本上相同，但是控制各坐标轴的进给方向和被积函数值的修改方向却不同，由于各个象限的控制差异，所以圆弧插补一般需要按象限来分成若干个模块进行插补计算，程序里可以用圆弧半径作为基值，同时给各轴的余数赋比基值小的数(如R/2等)，这样可以避免当一个轴被积函数较小而另一个轴被积函数较大进，由于被积函数较小的轴的位置变化较慢而引起的误差。4.2 时间分割插补是数据采样插补的一种。下面将首先阐述数据采样插补的工作原理。2.1 数据采样插补是根据用户程序的进给速度，将给定轮廓曲线分割为每一插补周期的进给段，即轮廓步长。每一个插补周期执行一次插补运算，计算出下一个插补点坐标，从而计算出下一个周期各个坐标的进给量，进而得出下一插补点的指令位置。与基准脉冲插补法不同的是，计算出来的不是进给脉冲而是用二进制表示的进给量，也就是在下一插补周期中，轮廓曲线上的进给段在各坐标轴上的分矢大小，计算机定时对坐标的实际位置进行采样，采样数据与指令位置进行比较，得出位置误差，再根据位置误差对伺服系统进行控制，达到消除误差使实际位置跟随指令位置的目的。数据采样法的插补周期可以等于采样周期也可以是采样周期的整数倍；对于直线插补，动点在一个周期内运动的

加工中心代码

加工中心代码G代码 ◤G00 定位 ◤G01 直线插补 G02 圆弧插补/螺旋线插补CW G03圆弧插补/螺旋线插补CCW G04 暂停准确停止 G05.1 预读控制超前读多个程序段 G07.1(G107) 圆柱插补 G08 预读控制 G09 准确停止 G10 可编程数据输入 G11可编程数据输入方式取消 ◤G15 极坐标指令消除 G16 极坐标指令 ◤G17 选择XPYP平面XP X轴或其平行轴

◤G18 选择ZPXP平面YP Y轴或其平行轴◤G19选择YPZP平面ZP Z轴或其平行轴G20 英寸输入 G21 毫米输入 ◤G22 存储行程检测功能接通 G23 存储行程检测功能断开 G27 返回参考点检测 G28 返回参考点 G29 从参考点返回 G30 返回第2 3 4参考点 G31跳转功能 G33 螺纹切削 G37 自动刀具长度测量 G39 拐角偏置圆弧插补 ◤G40 刀具半径补偿取消 G41 刀具半径补偿左侧

G42刀具半径补偿右侧 ◤G40.1(G150) 法线方向控制取消方式G41.1(G151) 法线方向控制左侧接通 G42.1(G152)法线方向控制右侧接通 G43 正向刀具长度补偿 G44 负向刀具长度补偿 G45 刀具位置偏置加 G46 刀具位置偏置减 G47 刀具位置偏置加2倍 G48刀具位置偏置减2倍 ◤G49 刀具长度补偿取消 ◤G50 比例缩放取消 G51 比例缩放有效 ◤G50.1 可编程镜象取消 G51.1 可编程镜象有效 G52 局部坐标系设定

G53 选择机床坐标系 ◤G54 选择工件坐标系1 G54.1 选择附加工件坐标系G55 选择工件坐标系2 G56 选择工件坐标系3 G57 选择工件坐标系4 G58 选择工件坐标系5 G59选择工件坐标系6 G60 单方向定位 G61 准确停止方式 G62 自动拐角倍率 G63 攻丝方式 ◤G64切削方式 G65 宏程序调用 G66 宏程序模态调用 ◤G67宏程序模态调用取消

非线性控制理论和方法

非线性控制理论和方法 姓名：引言 人类认识客观世界和改造世界的历史进程，总是由低级到高级，由简单到复杂，由表及里的纵深发展过程。在控制领域方面也是一样，最先研究的控制系统都是线性的。例如，瓦特蒸汽机调节器、液面高度的调节等。这是由于受到人类对自然现象认识的客观水平和解决实际问题的能力的限制，因为对线性系统的物理描述和数学求解是比较容易实现的事情，而且已经形成了一套完善的线性理论和分析研究方法。但是，现实生活中，大多数的系统都是非线性的。非线性特性千差万别，目前还没一套可行的通用方法，而且每种方法只能针对某一类问题有效，不能普遍适用。所以，可以这么说，我们对非线性控制系统的认识和处理，基本上还是处于初级阶段。另外，从我们对控制系统的精度要求来看，用线性系统理论来处理目前绝大多数工程技术问题，在一定范围内都可以得到满意的结果。因此，一个真实系统的非线性因素常常被我们所忽略了，或者被用各种线性关系所代替了。这就是线性系统理论发展迅速并趋于完善，而非线性系统理论长期得不到重视和发展的主要原因。控制理论的发展目前面临着一系列严重的挑战, 其中最明显的挑战来自大范围运动的非线性复杂系统, 同时, 现代非线性科学所揭示的分叉、混沌、奇异吸引子等, 无法用线性系统理论来解释, 呼唤着非线性控制理论和应用的突破。 1.传统的非线性研究方法及其局限性 传统的非线性研究是以死区、饱和、间隙、摩擦和继电特性等基本的、特殊的非线性因素为研究对象的, 主要方法是相平面法和描述函数法。相平面法是Poincare于1885年首先提出的一种求解常微分方程的图解方法。通过在相平面上绘制相轨迹, 可以求出微分方程在任何初始条件下的解。它是时域分析法在相空间的推广应用, 但仅适用于一、二阶系统。描述函数法是 P. J.Daniel于1940

插补原理

插补 开放分类：技术数控技术高新技术 数控装置根据输入的零件程序的信息，将程序段所描述的曲线的起点、终点之间的空间进行数据密化，从而形成要求的轮廓轨迹，这种“数据密化”机能就称为“插补”。 编辑摘要 插补- 概述 机构按预定的轨迹运动。一般情况 是一致运动轨迹的起点坐标、终点 坐标和轨迹的曲线方程，由数控系 统实施地算出各个中间点的坐标。 在数控机床中，刀具不能严格地按 照要求加工的曲线运动，只能用折 线轨迹逼近所要加工的曲线。机床 数控系统依照一定方法确定刀具运 动轨迹的过程。也可以说，已知曲 线上的某些数据，按照某种算法计 算已知点之间的中间点的方法，也 称为“数据点的密化”。 数控装置根据输入的零件程序的信 息，将程序段所描述的曲线的起点、 终点之间的空间进行数据密化，从 而形成要求的轮廓轨迹，这种“数 据密化”机能就称为“插 补”。插补计算就是数控装置 根据输入的基本数据，通过计算，把工件轮廓的形状描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标发出进给脉冲，对应每个脉冲，机床在响应的坐标方向上移动一个脉冲当量的距离，从而将工件加工出所需要轮廓的形状。 插补- 分类 1、直线插补 直线插补（Llne Interpolation）这是车床上常用的一种插补方式，在此方式中，两点间的插补沿着直线的点群来逼近，沿此直线控制刀具的运动。一个零件的轮廓往往是多种多样的,有直线,有圆弧,也有可能是任意曲线,样条线等. 数控机床的刀具往往是不能以曲线的实际轮廓去走刀的,而是近似地以若干条很小的直线去走刀,走刀的方向一般是x和y方向. 插补方式有:直线插补,圆弧插补,抛物线插补,样条线插补等所谓直线插补就是只能用于实际轮廓是直线的插补方式(如果不是直线,也可以用逼近的方式把曲线用一段段线段去逼近,从而每一段线段就可以用直线插补了).首先假设在实际轮廓起始点处沿x方向走一小段(一个脉冲当量),发现终点在实际轮廓的下方,则下一条线段沿y方向走一小段,此时如果线段终点还在实际轮廓下方,则继续沿y方向走一小段,直到在实际轮廓上方以后,再向x方向走一小段,依次循环类推.直到到达轮廓终点为止.这样,实际轮廓就由一段段的折线拼接而成,虽然是折线,但是如果我们每一段走刀线段都非常小(在精度允许范围内),那么此段折线和实际轮廓还是可以近似地看成相同的曲线的--------这就是直线插补. 2、圆弧插补 圆弧插补（Circula : Interpolation）这是一种插补方式，在此方式中，根据两端点间的插

实验二 二维插补原理及实现实验

实验二 二维插补原理及实现实验 2.1 实验目的 掌握逐点比较法、数字积分法等常见直线插补、圆弧插补原理和实现方法；通过利用运动控制器的基本控制指令实现直线插补和圆弧插补，掌握基本数控插补算法的软件实现。 2.2 实验原理 直线插补和圆弧插补的计算原理。 数控系统加工的零件轮廓或运动轨迹一般由直线、圆弧组成，对于一些非圆曲线轮廓则用直线或圆弧去逼近。插补计算就是数控系统根据输入的基本数据，通过计算，将工件的轮廓或运动轨迹描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标发出进给指令。 数控系统常用的插补计算方法有：逐点比较法，数字积分法，时间分割法，样条插补法等。 2.2.1 逐点比较法直线插补 逐点比较法是使用阶梯折线来逼近被插补直线 或圆弧轮廓的方法，一般是按偏差判别、进给控制、 偏差计算和终点判别四个节拍来实现一次插补过程。 以第一象限为例，取直线起点为坐标原点，如 右图所示，m为动点，有下面关系： 取F m = Y m X e ? X m Y e 作为偏差判别式： 若 F m=0，表明m 点在OA 直线上； 若 F m>0，表明m 点在OA 直线上方的m′处； 若 F m<0，表明m 点在OA 直线下方的m″处。 从坐标原点出发，当F m≧0 时，沿＋X 方向走一步，当F m<0，沿＋Y 方向走一步，当两方向所走的步数与终点坐标（X e,Y e）相等时，停止插补。 当F m≧0 时，沿＋X 方向走一步，则X m+1=X m＋1, Y m+1=Y m 新的偏差为：F m+1=Y m+1X e- X m+1Y e=Y m X e-(X m＋1)Y e=F m-Y e 当F m<0 时，沿＋Y 方向走一步，则X m+1=X m, Y m+1=Y m＋1 新的偏差为：F m+1 =Y m+1X e- X m+1Y e=(Y m＋1)X e-X m Y e=F m＋X e 其它三个象限的计算方法，可以用相同的原理获得，下表为四个象限插补时，其偏差计算公式和进给脉冲方向，计算时，X e,Y e 均为绝对值。

控制理论与控制工程概述

学科介绍 该学科为交叉学科，不同的大学该学科均有不同的侧重点： 控制理论与控制工程学科是以工程系统为主要对象，以数学方法和计算机技术为主要工具，研究各种控制策略及控制系统的理论、方法和技术。控制理论是学科的重要基础和核心内容，控制工程是学科的背景动力和发展目标。本学科的智能控制方向主要包括模糊控制、专家系统、神经元网络、遗传算法等方面的研究，特别强调的是上述方法的交叉及其在工业过程控制方面的应用。故障诊断方向主要研究当控制系统一旦发生故障时，仍能保证闭环系统稳定，且满足规定的性能指标。利用获得的实时数据对生产过程进行在线监测及故障诊断，根据系统的运行状态制定相应的控制策略，使系统工作在最佳状态。鲁棒控制方向主要研究被控对象参数变化后，控制系统仍能稳定可靠的工作，并在某种意义下保证系统的最优性。信号处理方向主要研究控制系统中的信号处理问题，包括非线性系统的鲁棒滤波器的设计，自适应滤波器、噪声抵消器、小波分析等。 控制理论与控制工程是研究运动系统的行为、受控后的运动状态以及达到预期动静态性能的一门综合性学科。在理论方面，利用各种数学工具描述系统的动静态特性，以建模、预测、优化决策及控制为主要研究内容。在应用方面，将理论上的研究成果与计算机技术、网络技术和现代检测技术相结合，形成各种新型的控制器或控制系统。研究内容涵盖从基础理论到工程设计与实现技术的多个层次，应用遍及从工业生产过程到航空航天系统以及社会经济系统等极其广泛的领域。 研究方向 复杂系统控制理论与应用：采用结构分散化方法研究复杂系统的建模与控制问题，以结构分散化模型为基础，研究新的系统辨识理论和新的控制方法。 智能控制理论研究与应用：在对模糊控制、神经网络、专家系统和遗传算法等理论进行分析和研究的基础上，重点研究多种智能方法综合应用的集成智能控制算法。 计算机控制系统：针对不同的生产过程和控制对象，研究采用DCS、PLC、工业控制计算机等控制设备，构成低成本、高性能、多功能的计算机控制系统。 网络控制理论及其应用：通过对网络拓扑结构及网络环境下先进控制理论与方法的研究，充分利用网络资源，实现从决策到控制的全过程优化。 开设学校

智能控制理论与方法

智能控制理论与方法 智能控制是自动控制发展的高级阶段,是人工智能、控制论、系统论、信息论、仿生学、神经生理学、进化计算和计算机等多种学科的高度综合与集成，是一门新兴的边缘交叉学科。它不仅包含了自动控制、人工智能、运筹学和信息论的内容，而且还从计算机科学、生物学、心理学等学科中汲取营养。什么又是智能控制理论呢？ 智能控制的概念和原理是针对被控对象及其环境、控制目标或任务的复杂性和不确定性而提出来的。对“智能控制”这一术语没有确切的定义，但是也有前辈做过归纳总结的，例如，IEEE控制系统协会归纳为：只能控制系统必须具有模拟人类学习（Learning）和自适应（Adaptation）的能力。智能控制系统是智能机自动完成其目标的控制过程，由智能机参与生产过程自动控制的系统称为智能控制系统。定性的说，智能控制系统应具有学习、记忆和大范围的自适应和自组织能力；能够及时地适应不断变化的环境；能有效的处理各种信息，以减小不确定性；能够以安全和可靠地方式进行规划、生产和执行控制动作而达到预定的目的和良好的性能指标。 智能控制系统一般具有以知识表示的非数学广义模型和艺术学模型表示的混合控制过程。它适用于含有复杂性、不完全性、模糊性、不确定和不存在的已知算法的生产过程。它根据被控动态过程特征辨识，采用开闭环控制盒定性与定量控制相结合的多模态的控制方式。 智能控制器具有分层信息处理和决策机构。它实际上是对人神经

结构或专家决策机构的一种模仿。复杂的系统中，通常采用任务分块、控制分散方式。智能控制核心在高层控制，它对环境或过程进行组织、决策和规划，实现广义求解。要实现此任务需要采集符号信息处理、启发式程序设计、知识展示及自动推理和决策的相关技术。底层控制也属于智能控制系统不可缺少的一部分，一般采用常规控制。智能控制器也具有非线性。这是因为认得思维具有非线性，作为模仿人的思维进行决策的智能控制也具有非线性。由于智能控制器具有在线特征辨识、特征记忆和拟人特点，在整个控制过程中计算机在线获取信息和实时处理并给出控制决策，通过不断优化参数和寻找控制器的最佳结构方式，以获取整体最有控制性能。 模糊控制系统是智能控制的重要组成部分。模糊控制器是非线性控制器，许多传统的建模、分析和设计方法可以直接采用。任何的控制都有其数学理论和数学基础，模糊控制系统的数学基础是模糊集合、模糊规则和模糊推理。模糊集合就是指具有某个模糊概念所描述的属性的对象的全体，这一概念是美国加利福尼亚大学控制论专家L.A.扎德于 1965 年首先提出的。模糊集合这一概念的出现使得数学的思维和方法可以用于处理模糊性现象，从而构成了模糊集合论（中国通常称为模糊性数学)的基础。 模糊控制的核心就是利用模糊集合理论,把表达的人控制策略的自然语言转化为计算机能够承受的算法语言的控制算法,这种方法不仅能实现控制,而且能模拟人的思维方式,对一些无法构造的数学模 型的被控对象进行有效的控制。模糊控制与一般的自动控制的根本区

第五章运动控制插补原理及实现

运动控制插补原理及实现 数控系统加工的零件轮廓或运动轨迹一般由直线、圆弧组成，对于一些非圆曲线轮廓则用直线或圆弧去逼近。插补计算就是数控系统根据输入的基本数据，通过计算，将工件的轮廓或运动轨迹描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标发出进给指令。 数控系统常用的插补计算方法有：逐点比较法、数字积分法、时间分割法、样条插补法等。逐点比较法，即每一步都要和给定轨迹上的坐标值进行比较，视该点在给定规矩的上方或下方，或在给定轨迹的里面或外面，从而决定下一步的进给方向，使之趋近给定轨迹。 直线插补原理 图3—1是逐点比较法直线插补程序框图。图中n是插补循环数，L是第n个插补循环中偏差函数的值，Xe，Y。是直线的终点坐标，m是完成直线插补加工刀具沿X，y轴应走的总步数。插补前，刀具位于直线的起点，即坐标原点，偏差为零，循环数也为零。 在每一个插补循环的开始，插补器先进入“等待”状态。插补时钟发出一个脉冲后，插补器结束等待状态，向下运动。这时每发一个脉冲，触发插补器进行一个插补循环。所以可用插补时钟控制插补速度，同时也可以控制刀具的进给速度。插补器结束“等待”状态后，先进行偏差判别。若偏差值大于等于零，刀具的进给方向应为+x，进给后偏差值成为Fm-ye；若偏差值小于零，刀具的进给方向应为+y，进给后的插补值为Fm+xe。。 进行了一个插补循环后，插补循环数n应增加l。 最终进行终点判别，若n

现代控制理论的产生、发展、内容、研究方法和应用经典控制理论与现代控制理论的差异

现代控制理论的产生、发展、内容、研究方法和应用经典控制理论与现代控制理论的差异 建立在状态空间法基础上的一种控制理论，是自动控制理论的一个主要组成部分。在现代控制理论中，对控制系统的分析和设计主要是通过对系统的状态变量的描述来进行的，基本的方法是时间域方法。现代控制理论比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛得多，包括线性系统和非线性系统，定常系统和时变系统，单变量系统和多变量系统。它所采用的方法和算法也更适合于在数字计算机上进行。现代控制理论还为设计和构造具有指定的性能指标的最优控制系统提供了可能性。现代控制理论的名称是在1960年以后开始出现的，用以区别当时已经相当成熟并在后来被称为经典控制理论的那些方法。现代控制理论已在航空航天技术、军事技术、通信系统、生产过程等方面得到广泛的应用。现代控制理论的某些概念和方法，还被应用于人口控制、交通管理、生态系统、经济系统等的研究中。 现代控制理论是在20世纪50年代中期迅速兴起的空间技术的推动下发展起来的。空间技术的发展迫切要求建立新的控制原理，以解决诸如把宇宙火箭和人造卫星用最少燃料或最短时间准确地发射到预定轨道一类的控制问题。这类控制问题十分复杂，采用经典控制理论难以解决。1958年，苏联科学家Л.С.庞特里亚金提出了名为极大值原理的综合控制系统的新方法。在这之前,美国学者R.贝尔曼于1954年创立了动态规划,并在1956年应用于控制过程。他们的研究成果解决了空间技术中出现的复杂控制问题，并开拓了控制理论中最优控制理论这一新的领域。1960～1961年，美国学者R.E.卡尔曼和R.S.布什建立了卡尔曼-布什滤波理论,因而有可能有效地考虑控制问题中所存在的随机噪声的影响，把控制理论的研究范围扩大，包括了更为复杂的控制问题。几乎在同一时期内，贝尔曼、卡尔曼等人把状态空间法系统地引入控制理论中。状态空间法对揭示和认识控制系统的许多重要特性具有关键的作用。其中能控性和能观测性尤为重要，成为控制理论两个最基本的概念。到60年代初，一套以状态空间法、极大值原理、动态规划、卡尔曼-布什滤波为基础的分析和设计控制系统的新的原理和方法已经确立，这标志着现代控制理论的形成。 现代控制理论所包含的学科内容十分广泛,主要的方面有:线性系统理论、非线性系统理论、最优控制理论、随机控制理论和适应控制理论。 线性系统理论它是现代控制理论中最为基本和比较成熟的一个分支，着重于研究线性系统中状态的控制和观测问题，其基本的分析和综合方法是状态空间法。按所采用的数学工具，线性系统理论通常分成为三个学派：基于几何概念和方法的几何理论，代表人物是W.M.旺纳姆;基于抽象代数方法的代数理论,代表人物是R.E.卡尔曼；基于复变量方法的频域理论，代表人物是H.H.罗森布罗克。 非线性系统理论非线性系统的分析和综合理论尚不完善。研究领域主要还限于系统的运动稳定性、双线性系统的控制和观测问题、非线性反馈问题等。更一般的非线性系统理论还有待建立。从70年代中期以来，由微分几何理论得出的某些方法对分析某些类型的非线性系统提供了有力的理论工具。 最优控制理论最优控制理论是设计最优控制系统的理论基础，主要研究受控系统在指定性能指标实现最优时的控制规律及其综合方法。在最优控制理论中，用于综合最优控制系统的主要

插补原理

插补 开放分类： 技术 数控技术 高新技术 数控装置根据输入的零件程序的信息，将程序段所描述的曲线的起点、终点之间的空间进行数据密化，从而形成要求的轮廓轨迹，这种“数据密化”机能就称为“插补”。 编辑摘要 插补 - 概述 系统的主要任务之一，是控制执行 机构按预定的轨迹运动。一般情况 是一致运动轨迹的起点坐标、终点坐标和轨迹的曲线方程，由数控系 统实施地算出各个中间点的坐标。 在数控机床中，刀具不能严格地按 照要求加工的曲线运动，只能用折 线轨迹逼近所要加工的曲线。 机床 数控系统依照一定方法确定刀具运 动轨迹的过程。也可以说，已知曲 线上的某些数据，按照某种算法计 算已知点之间的中间点的方法，也 称为“数据点的密化”。 数控装置根据输入的零件程序的信 息，将程序段所描述的曲线的起点、 终点之间的空间进行数据密化，从 而形成要求的轮廓轨迹，这种“数据密化”机能就称为“插补”。 插补 计算就是数控装置根据输入的基本 数据，通过计算，把工件轮廓的形状描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标发出进给脉冲，对应每个脉冲，机 床在响应的坐标方向上移动一个脉冲当量的距离，从而将工件加工出所需要轮廓的形状。 插补 - 分类 1、直线插补 直线插补（Llne Interpolation ）这是车床上常用的一种插补方式，在此方式中，两点间的插补沿着直线的点群来逼近，沿此直线控制刀具的运动。 一个零件的轮廓往往是多种多样的,有直线,有圆弧,也有可能是任意曲线,样条线等. 数控机床的刀具往往是不能以曲线的实际轮廓去走刀的,而是近似地以若干条很小的直线去走刀,走刀的方向一般是x 和y 方向. 插补方式有:直线插补,圆弧插补,抛物线插补,样条线插补等 所谓直线插补就是只能用于实际轮廓是直线的插补方式(如果不是直线,也可以用逼近的方式把曲线用一段段线段去逼近,从而每一段线段就可以用直线插补了).首先假设在实际轮廓起始点处沿x 方向走一小段(一个脉冲当量),发现终点在实际轮廓的下方,则下一条线段沿y 方向走一小段,此时如果线段终点还在实际轮廓下方,则继续沿y 方向走一小段,直到在实际轮廓上方以后,再向x 方向走一小段,依次循环类推.直到到达轮廓终点为止.这样,实际轮廓就由一段段的折线拼接而成,虽然是折线,但是如果我们每一段走刀线段都非常小(在精度允许范围内),那么此段折线和实际轮廓还是可以近似地看成相同的曲线的--------这就是直线插补. 2、圆弧插补 圆弧插补（Circula : Interpolation ）这是一种插补方式，在此方式中，根据两端点间的插补数

螺旋线插补速度规划及其插补参数求解方法

第51卷 第11期 2018年11月 天津大学学报(自然科学与工程技术版) Journal of Tianjin University (Science and Technology ) V ol. 51 No. 11Nov. 2018 收稿日期：2018-03-13；修回日期：2018-07-07. 作者简介：王太勇（1962— ），男，博士，教授，tywang@https://www.sodocs.net/doc/765075381.html,. 通讯作者：尤中桐，you_zhongtong@https://www.sodocs.net/doc/765075381.html,. 基金项目：国家自然科学基金资助项目(51475324)；天津市科学技术委员会资助项目(16PTGCCX00080). Supported by the National Natural Science Foundation of China (No.51475324) and the Tianjin Science & Technology Council (No.16PTGCCX00080). DOI:10.11784/tdxbz201803042 螺旋线插补速度规划及其插补参数求解方法 王太勇，尤中桐，辛全琦 (天津大学机械工程学院，天津 300350) 摘 要：提出了一种基于曲率特性与7段式S 型加减速的阿基米德螺线插补算法．该插补算法的速度规划综合考虑了螺旋线变半径特性与曲率特性对运行速度的持续限制，以求得到合理的速度规划结果．针对一般插补参数求解方法存在较高速度波动率的问题，设计了一种基于改进牛顿迭代的预估-校正法．该方法以1阶泰勒展开法求解迭代初值，然后利用改进牛顿迭代计算限定的次数得到精确值，最后通过仿真对比与实验说明其优势与应用价值，该方法可有效降低速度波动率，且满足数控系统实时性要求． 关键词：阿基米德螺线；加减速规划；速度波动；改进牛顿迭代 中图分类号：TH164 文献标志码：A 文章编号：0493-2137(2018)11-1107-10 Spiral Interpolation Velocity Planning and Method of Solving Interpolation Parameters Wang Taiyong ，You Zhongtong ，Xin Quanqi (School of Mechanical Engineering ，Tianjin University ，Tianjin 300350，China ) Abstract ：This study aims to propose an Archimedes spiral interpolation algorithm based on curvature characteristics and 7-segment-S-type acceleration/deceleration. To obtain a reasonable velocity planning result ，the constant limita-tion of the variable spiral radius and curvature characteristics related to the running velocity was considered in the velocity planning of this interpolation algorithm. To reduce the high rate of velocity fluctuation in the general method of solving interpolation parameters ，a predictor-corrector method based on an improved Newton iteration was de-signed. The first-order Taylor expansion method was used to obtain the initial iteration value ，and then the exact value was obtained by the improved Newton iteration. The advantages and application value of the predictor-corrector method are shown by simulation comparison and experiment. The method can effectively reduce the rate of velocity fluctuation and meet the real-time requirement of the computer numerical control (CNC )systems. Keywords ：Archimedes spiral ；acceleration/deceleration planning ；velocity fluctuation ；improved Newton iteration method 制造业迅猛发展，在航空、航天、汽车、模具制造 等领域，复杂曲线类零件的应用越来越广泛．是否具 有空间参数曲线实时插补功能，是衡量数控系统加工 能力的一个重要标志[1]，然而除少数国外高端数控系 统(西门子840D 、法那科30i 等)具有复杂参数曲线 插补功能外，国内大多数数控系统通常只提供直线、 圆弧插补功能[2-3]，所以拓展插补功能是数控技术领 域创新性发展的重要任务之一．在这方面，一些学者 立足于阿基米德螺线(简称为螺旋线)的工程实际应用，进行了其数控加工方法研究，大致可划分为以下3个方向． (1) 基于时间分割法．罗良玲等[4]基于时间分割思想，以当前点位置与一个插补周期内的进给量作为已知条件，推导出插补点间的递推公式，进而求得各轴的增量．但是递推公式成立的前提是参数增量足够小，而这会限制最大运行速度，降低效率．

库存控制理论及方法

库存控制理论及方法 一、ABC 分类管理法 二、定量订货法 三、定期订货法 四、MRP 、MRPII 、ERP 五、精益生产 一、固定订货量系统的运行机制 1.运行机制（连续检查控制系统）： 每当库存余额降至订货点时， 就发出固定批量的订货。 2. 特点： 不变：Q R L 变化： T E 3. 固定订货量系统的关键点：Q R 1. 订货点的确定 在定量订货法中，发出订货时仓库里该品种保有的实际库存量叫做订货点。它是直接控制库存水平的关键。 （1）在需求量和订货提前期都确定的情况下，不需要设置安全库存，可直接求出订货点。公式如下： 订货点=订货提前期的平均需求量 =每个订货提前期的需求量 =每天需求量×订货提前期（天） =（全年需求量/360） ×订货提前期（天） （2）在需求和订货提前期都不确定的情况下，安全库存的设置是非常必要的。公式如下： 订货点= 订货提前期的平均需求量+安全库存 =（单位时间的平均需求量×最大订货提前期）+安全库存 2．订货批量的确定 订货批量就是一次订货的数量。它直接影响库存量的高低，同时也直接影响物资供应的满足程度。在定量订货中，对每一个具体的品种而言，每次订货批量都是相同的，通常是以经济批量作为订货批量。 二、经济订货批量EOQ EOQ （Economic order quantity ）按照库存总费用最小的原则确定出的订货批量 假设条件： a.单位时间内的系统需求恒定 b.订货提前期L 不变 c.每次订货批量Q 一定 d.每批订货一次入库，入库过程在极短时间内完成 e.订货成本、单件存储成本和单价固定不变 f.不允许出现缺货现象 图1 固定订货量系统的库存变化示意图时间库存 量订货点R Reorder point ··t 1Q Q Q L t 2L t 3 L R 2R 3·R 1T 1T 2

连续运动轨迹插补原理

连续运动轨迹插补原理文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

连续运动轨迹插补原理连续运动轨迹控制是诸如数控机床、机器人等机械的一种典型运动方式，这种控制在本质上属于位置伺服系统。以数控机床为例，其控制目标是被加工的曲线或曲面（即轮廓），所以可称之为轮廓控制。如果将被加工的轮廓作为控制器的给定输入，在运动过程中随时根据轮廓参数求解刀具的轨迹和加工的误差，并在求解的基础上决定如何动作，其计算的实时性有难以满足加工速度的需求。因此在实际工程应用中采用的方法是预先通过手工或自动编程，将刀具的连续运动轨迹分成若干段（即数控技术中的程序段），而在执行程序段的过程中实时地将这些轨迹段用指定的具有快速算法的直线、圆弧或其他标准曲线予以逼近。加工程序以被加工的轮廓为最终目标，协调刀具运动过程中各坐标上的动作。加工程序的编制必须考虑诸多约束条件，主要有加工精度、加工速度和刀具半径等。加工程序本质上就是对刀具的连续运动轨迹及其运动特性的一个描述。所以轮廓控制又可称为连续运动轨迹控制。 数控技术一般以标准的格式对程序段进行描述，例如程序段“N15 G02 Xlo Y25 120 JOF125 LF”就规定了一个以(10，25)为起点，在X-Y平面上以150mm/min 的进给速度顺时针加工一个半径为20mm的整圆的过程。程序段只提供了有限的提示性信息（例如起点、终点和插补方式等），数控装置需要在加工过程中，根据这些提示并运用一定的算法，自动地在有限坐标点之间生成一系列的中间点坐标数据，并使刀具及时地沿着这些实时发生的坐标数据运动，这个边计算边执行的逼近过程就称为插补(interpolation)。上述程序段中的准备 功能G02就指定了该程序段的执行要采用顺时针方向的圆弧插补。

武汉理工大学数控技术

武汉理工大学数控技术试题 一、填空题（每空1分，共22分） 1、数控设备主要由输入输出装置、（1）、（2）和（3）等部分组成。 2、按伺服系统的控制方式分类，数控机床可分为开环数控机床、（4）和（5）等三种，其中（6）机床的定位精度最高。 3、数控编程时刀具需要多次反复地执行相同的动作或加工区域，这时可采用（7）指令或（8）来实现。 4、对于多台加工中心构成的FMC或FMS，其工艺设计应主要考虑每台加工设备的加工负荷、（9）、加工要求的保证以及（10）等问题。 5、对于箱体类零件的数控加工，为方便在一次安装后加工更多的表面，其定位方式一般选择（11），其中一个圆柱销的削边方向为（12）。 6、MC机床上的刀具预调是指（13），一般通过（14）预调。 7、用于复杂型腔和型孔的数控电火花成形加工，一般选用（15）机床；为提高加工表面侧壁和底面的加工精度，可采用（16）加工。 8、对于数控线切割加工的自动编程，当按零件轮廓CAD后，在形成刀具路径时，如采用3B格式时一般选择（17）刀具补正方式；如采用4B或ISO格式时，一般选择（18）刀具补正方式；无论采用哪种格式，其数控程序的形成都需进行（19）处理。 9、华中Ⅰ型数控铣床的工作方式有自动、手动、单段、（20）、回参考点和手动攻丝等。其中单段方式用于（21）情况下。 10、数控系统的诊断程序一般有启动诊断、在线诊断和（22）等几种。 二、选择题：下列各题的选项中有一个或多个是正确的，请将其代号填入括号中。（每题2分，共16分） 1、在下列（）中，要考虑使用合适的进刀/退刀引线和弧，以使加工后的表面质量较好。 A．数控车削 B．一般数控铣削 C．数控加工有岛屿的槽 2、圆弧形车刀在数控车削时，其圆弧半径应（）。 A．小于或等于零件上凹形轮廓上的最小曲率半径 B．大于零件上凸形轮廓上的最小曲率半径 C．不宜选择过小，以避免车刀制造困难和车刀损坏 3、在程序控制数控机床的运动时，其工作方式为（）。 A．手动 B．自动 C．MDI D．单段 4、数控铣削高精度（位置）尺寸及复杂轮廓的检验，一般使用的量具为（）。 A．游标卡尺 B．投影仪 C．三坐标测量机 D．内径百分表 5、在一般MC加工时，优先选用的夹具为（）。 A．专用夹具 B．通用夹具或组合夹具 C．工件统一基准定位装夹系统 6、在数控电火花成形加工时，为获得较高的精度和较好的表面质量，在工件或电极能方便开工作液孔时，宜采

控制理论与控制工程

控制科学与工程介绍~ 转载自:https://www.sodocs.net/doc/765075381.html,/viewthread.php?tid=304056 控制科学与工程是一门研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。它是20世纪最重要的科学理论和成就之一，它的各阶段的理论发展及技术进步都与生产和社会实践需求密切相关。11世纪我国北宋时代发明的水运仪象台就体现了闭环控制的思想。到18世纪，近代工业采用了蒸汽机调速器。但直到20世纪20年代逐步建立了以频域法为主的经典控制理论并在工业中获得成功应用，才开始形成一门新兴的学科——控制科学与工程。此后，经典控制理论继续发展并在工业中获得了广泛的应用。在空间技术发展的推动下，50年代又出现了以状态空间法为主的现代控制理论，并相继发展了若干相对独立的学科分支，使本学科的理论和研究方法更加丰富。60年代以来，随着计算机技术的发展，许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段，显著加快了工业技术更新的步伐。在控制科学发展的过程中，模式识别和人工智能与控制相结合的研究变得更加活跃；由于对大系统的研究和控制学科向社会、经济系统的渗透，形成了系统工程学科。特别是近20年来，非线性及具有不确定性的复杂系统向“控制科学与工程”提出了新的挑战，进一步促进了本学科的迅速发展。目前，本学科的应用已经遍及工业、农业。交通、环境、军事、生物、医学、经济、金融、人口和社会各个领域，从日常生活到社会经济无不体现本学科的作用。 控制科学以控制论、信息论、系统论为基础，研究各领域内独立于具体对象的共性问题，即为了实现某些目标，应该如何描述与分析对象与环境信息，采取何种控制与决策行为。它对于各具体应用领域具有一般方法论的意义，而与各领域具体问题的结合，又形成了控制工程丰富多样的内容。本学科的这一特点，使它对相关学科的发展起到了有力的推动作用，并在学科交叉与渗透中表现出突出的活力。例如：它与信息科学和计算机科学的结合开拓了知识工程和智能机器人领域。与社会学、经济学的结合使研究的对象进入到社会系统和经济系统的范畴中。与生物学、医学的结合更有力地推动了生物控制论的发展。同时，相邻学科如计算机、通信、微电子学和认知科学的发展也促进了控制科学与工程的新发展，使本学科所涉及的研究领域不断扩大。 本学科下设五个二级学科：控制理论与控制工程，检测技术与自动化装置，系统工程，模式识别与智能系统，导航、制导与控制。各二级学科的主要研究范畴及相互联系如下。 1．“控制理论与控制工程”学科以工程领域内的控制系统为主要对象，以数学方法和计算机技术为主要工具，研究各种控制策略及控制系统的建模、分析、综合、设计和实现的理论、技术和方法。 2．“检测技术与自动化装置”是研究被控对象的信息提取、转换、传递与处理的理论、方法和技术的一门学科。它的理论基础涉及现代物理、控制理论、电子学、计算机科学和计量科学等，主要研究领域包括新的检测理论和方法，新型传感器，自动化仪表和自动检测系统，以及它们的集成化、智能化和可靠性技术。 3．“系统工程”是为了解决日益复杂的社会实践问题而形成的从整体出发合理组织、控制和管理各类系统的综合性的工程技术学科。系统工程以工业、农业、交通、军事、资源。环境、经济、社会等领域中的各种复杂系统为主要对象，以系统科学、控制科学、信息科学和应用数学为理论基础，以计算机技术为基本工具，以优化为主要目的，采用定量分析为主、定性定量相结合的综合集成方法，研究解决带有一般性的系统分析、设计、控制和管理问题。 4．“模式识别与智能系统”主要研究信息的采集、处理与特征提取，模式识别与分析，人工智能以及智能系统的设计。它的研究领域包括信号处理与分析，模式识别，图象处理与