1電梯控制系統設計的基本情況
國民經濟的迅速發展直接催生了房地產開發的熱潮，因此電梯行業也從中受益。面臨巨大的市場機遇，如何在已趨成熟的電梯行業裏獨樹一幟獲得更多的消費者，使公司更好更快的發展。在電梯自動控制系統研究方面應該主抓三個方面：
（1）瞭解電梯自動系統的控制要求，在研製初期首先要明確該電梯的使用環境、容積、載重等基本情況。
（2）電梯自動控制系統的配置。根據配置的不同在控制系統設計時應該有相應的區別，配置是整個控制系統的核心部件，確保電梯能夠正常的工作。
（3）軟件的設計。在要求和配置都明確之後就是要對該系統的軟件開發以及研製，軟件程序的開發主要有三個內容：圖紙設計、核心程序的設計、電梯運行靈活性的設計等，該軟件所要考慮的問題趨於全面，應能解決在使用過程中遇到的問題。
2電梯運行原理
在電梯的設計中最底層和最高層均會有信號傳遞按鈕，在中間樓層內均由兩個信號傳遞按鈕，這四個按鈕在電梯正常運行時是有明確分工的，最高層的信號傳遞按鈕在接到信號時將信號向下傳遞，而當電梯在最底層時若高層或者中間層有信號輸入時，那麼底層的信號按鈕把信號向上傳遞，而當電梯位於中間樓層時，有信號輸入後，兩個信號傳遞按鈕會一個向下傳遞信號，一個向上傳遞信號。當乘客進入轎廂之後通過內選信號來選擇樓層，在通過指定或者轎廂內部的關閉按鈕將廂門關閉，在即將達到目標樓層時減速裝置開始啟動，在電梯運行過程中接受到正向的呼叫信心時則會在相應的樓層時開門等待，若接收到反向的呼叫時，電梯仍按照目前的運行方向繼續工作直至此項任務完成之後再去響應呼叫指令。
3電梯控制系統的主要結構和內容
可編程控制器（簡稱PLC），它的特點是運用起來很靈活，同時數字語言也比較清晰，因此廣泛應用於電梯自動控制系統。電梯的運行指令主要是由兩個控制程序來實現，其一是自身內部運行控制程序，其二是外部呼叫信號，外部呼叫信號具有隨機性，因此在控制的過程中不能單純的依靠順序或者邏輯控制方法，應該由邏輯和隨機相結合的控制系統設計方案。
3.1系統的控制要求
電梯自動控制模擬系統由機械裝置和PLC控制系統組成，對於電梯的基本運行採用順序邏輯控制模式進行，電梯的運行控制是根據電梯目前的運行狀態和隨機信號狀態進行控制的。在電梯的運行控制中，每一個樓層都要設置一個接近開關其目的是檢測當前轎廂的準確位置，還有就是能明確知道轎廂的運行方向。電梯運行的狀態、承載的情況、所到達的樓層均通過LED顯示屏顯示出來。另外還要設置電梯運行方向的互鎖功能以及電梯的安全保障措施，確保電梯在運行過程中安全穩定可靠。
3.2PLC與系統的配置
在進行硬件配置時我們選用了FXIN型可編程控制器，主要是考慮其具有幾個獨特的優點：（1）FXIN的控制器非常靈活，除過主機單元還可以進行擴展，比如A/D模塊、D/A模塊、I/0模塊，這些模塊的都具有一些特殊功能。在I/0模塊中需要設計30個點，分別是14個輸入點和16個輸出點，主機方面一般採用FX1N-40MR等小型的基本單元即可。（2）FX1N型號的控制器指令方面的功能相對較多，包括有27個基本指令附加有89條功能性指令，在指令的執行速度方面也較快。（3）FX1N型號的控制器內部設有狀態繼電保護器、輔助繼電保護器、寄存器、定時器和計數器，直接能夠滿足電梯控制系統的需要。（4）該種控制器的編程可以使用第三方編程軟件，在編程的過程中可以使用相關指令或者梯形圖語言來進行。
3.3軟件設計的主要特點
（1）在進行軟件的設計時在同方向運行應優先考慮就近原則，這個原則在設計的過程中依據的電梯的運行方向以及具體的位置，若轎廂的運行方向是向上，但是在轎廂目前位置上方有外部呼叫信息，那麼呼叫樓層所對應的繼電保護器此時的狀態顯示為開，直到電梯到達所呼叫的樓層，繼電保護裝置隨之關閉，就這樣反覆操作的過程中，繼電器保護裝置和呼叫開關相互合作可以完成電梯運行的所有操作。
（2）隨機+邏輯控制方式。如果電梯在想某一個樓層運行時，那麼所要達到的樓層有檢測系統的開關，它的作用就是準確無誤的對這一樓層實施判斷，判斷的主要內容包括該樓層的之前的呼叫信號，如果檢測有呼叫信號，那麼應該減速運轉停止運行，如果沒有檢測到呼叫信號，那麼轎廂將繼續沿着原先的目標樓層運行。
（3）軟件顯示技術。通過軟件顯示技術可以清楚的判斷轎廂的運行樓層載重情況，並將這些情況轉化成SCD碼然後實行數據輸出，再通過硬件設備和軟件系統將具體的數字顯示在LED顯示屏上。如果電梯在運行過程中發生故障，那麼可編程控制器能夠對電機實施有效的控制，將所有指令瞬時終止。
4結束語
電梯的控制系統能夠控制電梯的正常運行，同時還能夠保障運行過程中人們的安全，電梯自動控制系統設計是電梯技術不斷髮展的重要目標。隨着城市化進程的加速，電梯將會獲得更多的用武之地，因此電梯研究人員更應該努力創新，不斷完善電梯自動控制系統保證其更加穩定安全和科學。
關鍵詞：家庭控制器自動監控安全防範
l引言
隨着國民經濟和科學技術水平的提高，特別是計算機技術、通信技術、網絡技術、控制技術的迅猛發展與提高，促使了家庭實現了生活現代化，居住環境舒適化、安全化。這些高科技已經影響到人們生活的方方面面，改變了人們生活習慣，提高了人們生活質量，家居智能化也正是在這種形勢下應運而生的。
2智能家居控制系統概述
智能家庭控制系統是以HFC、以太網、現場總線、公共電話網、無線網的傳輸網絡為物理平台，計算機網絡技術為技術平台，現場總線為應用操作平台，構成一個完整的集家庭通信、家庭設備自動控制、家庭安全防範等功能的控制系統。
智能家居控制系統的總體目標是通過採用計算機技術、網絡技術、控制技術和集成技術建立一個由家庭到小區乃至整個城市的綜合信息服務和管理系統，以此來提高住宅高新技術的含量和居民居住環境水平。
系統通常由系統服務器、家庭控制器(各種模塊)、各種路由器、電纜調制解調器頭端設備CMTS、交換機、通訊器、控制器、無線收發器、各種探測器、各種傳感器、各種執行機構、打印機等主要部分組成。
3智能家居控制系統功能
智能家庭控制系統的主要功能包括家庭通信、家庭設備自動控制、家庭安全防範三個方面。
3．1家庭通信
家庭通信可採用電話線路、計算機互聯網、CATV線路、無線局域網等方式。
(1)電話線路
通過電話線路實現雙向傳輸語音信號和數據信號。
(2)計算機互聯網
通過互聯網實現信息交互、綜合信息查詢、網上教育、醫療保健、電子郵件、電子購物等。
(3)CATV線路
通過CATV線路實現VOD點播和多媒體通信。
(4)無線局域網
通過無線收發器、天線、各種無線終端，實現雙向傳輸數據信號。
3．2家庭設備自動監控
家庭設備自動監控包括電器設備的集中、遙控、遠距離異地(通過電話或Internet)的監視、控制及數據採集。
(1)家用電器的監視和控制
按照預先所設定程序的要求對熱水器、微波爐、視像音響等家用電器進行監視和控制。
(2)熱能表、燃氣表、水錶、電度表的數據採集、計量和傳送根據小區物業管理的要求所設置數據採集程序，通過傳感器對熱能表、燃氣表、水錶、電度表的用量進行自動數據採集、計量，並將採集結果遠程傳送給小區物業管理系統。
(3)空調機的監視、調節和控制
按照預先所設定的程序，根據時間、温度、濕度等參數對空調機進行監視、調節和控制。
(4)照明設備的監視、調節和控制按照預先設定的時間程序，分別對各個房間照明設備的開、關進行控制，並可自動調節各個房間的照度。
(5)窗簾的控制
按照預先設定的時間程序，對窗簾的開啟／關閉進行控制。
3．3家庭安全防範
(1)防火災發生
通過設置在廚房的感温探測器和設置在客廳、卧室等的感煙探測器，監視各個房間內有無火災的發生。如有火災發生家庭控制器發出聲光報警信號，通知家人及小區物業管理部門。家庭控制器還可以根據有人在家或無人在家的情況，自動調節感温探測器和感煙探測器的靈敏度。
(2)防可燃氣體泄漏
通過設置在廚房的可燃氣體探測器，監視燃氣管道、灶具有無燃氣泄漏。如有燃氣泄漏家庭控制器發出聲光報警信號，並聯動關閉燃氣管道上的電磁閥，同時通知家人及小區物業管理部門。
(3)防盜報警
防盜報警的防護區域分成兩部分，即住宅周界防護和住宅內區域防護。住宅周界防護是指在住宅的門、窗上安裝門磁開關，在對外的玻璃窗、門附近安裝玻璃破碎探測器；住宅內區域防護是指在主要通道、重要的房間內安裝被動紅外探測器或被動紅外／微波雙技術探測器。當家中有人時，住宅周界防護的防盜報警設備(門磁開關、玻璃破碎探測器)設防，住宅內區域防護的防盜報警設備(紅外探測器或被動紅外／微波雙技術探測器)撤防。當家人出門後，住宅周界防護的防盜報警設備(門磁開關、玻璃破碎探測器)和住宅內區域防護的防盜報警設備(被動紅外探測器或被動紅外／微波雙技術探測器)均設防。當有非法侵入時，家庭控制器發出聲光報警信號，並通知家人及小區物業管理部門。另外，通過程序可設定報警裝置的等級和報警器的靈敏度。
(4)訪客對講
住宅的主人通過訪客對講設備與來訪者進行雙向通話或可視通話，確認是否允許來訪者進人。住宅的主人利用訪客對講設備，可以對大樓入口門或單元門的門鎖進行開啟和關閉控制。
(5)緊急求救
當遇到意外情況(如疾病或有人非法侵入)發生時，按動報警按鈕向小區物業管理部門進行緊急求救報警。緊急求救信號在網絡傳輸中具有最高的優先級別，由於是人在緊急情況下的求救信號，其誤報的可能性很小。
智能家居控制系統類型
4．1系統類型
智能家庭控制系統可分成採用公共電話網的智能家庭控制系統、HFC的智能家庭控制系統、以太網的智能家庭控制系統、LonWorks的智能家庭控制系統、KS485的智能家庭控制系統、無線網的智能家庭控制系統等類型。
4．2基本特點、功能、適用範圍
(1)採用公共電話網的智能家庭控制系統採用公共電話網的智能家庭控制系統圖參見國家建築標準設計<智能家居控制系統設計施工圖集》03X602第14頁。
·基本特點：家庭智能控制器內配置了與電話線連接的收發器，利用電話網絡作為信息傳輸網。該系統不僅在功能上能完全滿足要求，而且大大地簡化了佈線，可以節省佈線的投資。
·系統組成：系統由系統服務器、家庭控制器(內置了與電話線連接的收發器)、路由器、收發器、各種探測器、各種傳感器、各種執行機構、打印機等組成。
·系統功能：實現家庭通信、家庭設備自動控制、家庭安全防範。
·適用範圍：該系統適用於新建、擴建的智能化住宅(小區)工程，且特別適用於改造的智能化住宅(小區)工程，利用原有的電話線就可實現數據信號的共網傳輸。
(2)採用HFC的智能家庭控制系統
採用HFC的智能家庭控制系統圖參見國家建築標準設計<智能家居控制系統設計施工圖集》03X602第15頁。
·基本特點：家庭智能控制器內配置了CableModem，利用有線電視的HFC網絡作為信息傳輸網。該系統不僅在功能上能完全滿足要求，而且大大地簡化了佈線，可以節省佈線的投資。
HFC網絡採用共享方式，其共享帶寬為36Mbps。當上網人數較多時，上網的速度會變慢。由於CableModem設備費用較高，用户網絡的開通費用高。
·系統組成：系統由系統服務器、家庭控制器(內置了CableModem)、路由器、電纜調制解調器頭端設備CMTS、有線電視傳輸網絡、各種探測器、各種傳感器、各種執行機構、打印機等組成o
·系統功能：實現家庭通信、家庭設備自動控制、家庭安全防範。
·適用範圍：該系統適用於新建、擴建的智能化住宅(小區)工程，且特別適用於改造的智能化住宅(小區)工程，僅將原有的有線電視HFC網絡進行雙向改造，就可實現數據和圖像信號的共網傳輸。
(3)採用以太網的智能家庭控制系統
採用以太網的智能家庭控制系統圖參見國家建築標準設計<智能家居控制系統設計施工圖集》03X602第16、17頁。
·基本特點：家庭智能控制器內配置了以太網網卡，利用以太網作為信息傳輸網。以太網同時支持住户計算機和智能家庭控制系統。該系統不僅在功能上能完全滿足要求，而且大大地簡化了佈線，可以節省佈線的投資。
以太網傳輸速率較高，傳輸速率有10Mbps、100Mbps等。根據傳輸距離的要求，由小區物業管理中心至各樓交換機採用5類以上4對對絞線、多模光纜或單模光纜，由交換機至家庭控制器採用超5類4對對絞電纜。
·系統組成：系統由系統服務器、家庭控制器、路由器、交換機、各種探測器、各種傳感器、各種執行機構、打印機等組成。
·系統功能：實現家庭通信、家庭設備自動控制、家庭安全防範。
·適用範圍：該系統適用於新建、擴建和改造的智能化住宅(小區)工程，用以太網實現數據和圖像信號的雙向傳輸。
(4)採用LonWorks的智能家庭控制系統採用LonWorks的智能家庭控制系統圖參見國家建築標準設計《智能家居控制系統設計施工圖集如3X602第21、22、23頁。
·基本特點：採用一個覆蓋全部ISO／OSI標準七層通信協議、開放性的LonWork總線技術，一台系統服務器最多可連接127台LONWorks路由器，一台LonWorks路由器最多可連接63台家庭控制器。每台家庭控制器為LonWork一個通道上的網絡節點，每個網絡節點包括有神經元(NEURON)芯片、振盪器、電源、一個通過媒介通信的收發器和與監控設備接口的I／O設備(電路)、存儲器等。
LonWorks直接通信距離可達2700m(雙絞線、78Kbps)，其通信傳輸速度最大可達1．25Mbps(此時有效傳輸距離為130m)。LonWorks路由器至小區物業管理中心線路長度超過2700m時，需在總線上加裝中繼器。傳輸線通常採用雙絞線，根據需要也可採用同軸電纜或電力線。
·系統組成：由系統服務器、家庭控制器、路由器、LonWorks路由器、交換機、各種探測器、各種傳感器、各種執行機構、打印機等組成。
·系統功能：實現家庭通信、家庭設備自動控制、家庭安全防範。
·適用範圍：該系統特別適用於新建、擴建的智能化住宅(小區)工程。
(5)採用KS485的智能家庭控制系統
採用KS485的智能家庭控制系統圖參見國家建築標準設計<智能家居控制系統設計施工圖集>03X602第18、19、20頁。
·基本特點：KS485串行接口總線為主從式網絡，它的通信為半雙工、採用雙向單信道連接方式。RS485串行接口總線的傳輸介質採用雙絞線，它可以高速地進行遠距離傳輸，傳輸速度與傳輸距離的技術指標如下：傳輸速率為10Mbit／s時，最大傳輸距離是12m；傳輸速率為1Mbit／s時，最大傳輸距離是120m；傳輸速率為100kbit／s時，最大傳輸距離是1200m。
·系統組成：由系統服務器、家庭控制器、路由器、通訊器、控制器、各種探測器、各種傳感器、各種執行機構、打印機等組成。
·系統功能：實現家庭通信、家庭設備自動控制、家庭安全防範。
·適用範圍：該系統特別適用於新建、擴建的智能化住宅(小區)工程。
(6)採用無線網的智能家庭控制系統
採用無線網的智能家庭控制系統圖參見國家建築標準設計<智能家居控制系統設計施工圖集>03X602第24、25頁。
·基本特點：利用無線作為信息傳輸網，該系統不僅在功能上能完全滿足要求，而且從系統服務器至家庭控制器、家庭控制器至各種現場末端裝置均採用無線傳輸方式，小區、樓內、户內無需佈線，施工簡單，可以節省施工的投資。
無線網的工作頻率符合IEEE802．11b標準要求。
·系統組成：由系統服務器、家庭控制器、無線收發器、各種探測器、各種傳感器、各種執行機構、打印機等組成。
·系統功能：實現家庭通信、家庭設備自動控制、家庭安全防範。
·適用範圍：該系統適用於新建、擴建的智能化住宅(小區)工程，且特別適用於改造的智能化住宅(小區)工程，不用敷設線路就可實現數據信號的傳輸。
5系統設計及產品選用要點
5．1智能家庭控制系統類型的選用
新建、擴建的智能化住宅(小區)工程，宜採用LonWorks的智能家庭控制系統、以太網的智能家庭控制系統或採用RS485的智能家庭控制系統。改造的智能化住宅(小區)工程，宜採用公共電話網的智能家庭控制系統、HFC的智能家庭控制系統或無線網的智能家庭控制系統。
5．2家庭控制器的選用
家庭控制器的選用主要包括功能、總線技術及模塊化設計、擴展功能、可按用户的基本要求進行配置等方面的選用要求。
(1)家庭控制器功能的選用
家庭控制器通常具有以下功能：
·家庭防盜報警；
·家庭火災報警；
·家庭燃氣泄露報警；
·家庭緊急求助；
·遠程設防與撤防；
·遠程報警；
·訪客對講；
·家用電器監控；
·家用表具數據採集及處理；
·空調機監控；
·接入網接口；
·小區電子公告；
·信息查詢；
·家用設備報修等。
(2)家庭控制器功能的選擇
在工程設計中，家庭控制器功能的選擇可參見下表所示。
5．3總線技術及模塊化設計
·家庭控制器要求採用總線技術，如LonWorks、R5485、BACnet、C^NBlls、CEBus、X一10；
·家庭控制器要求採用模塊化設計，以便用户可以根據需求選擇不同的模塊完成不同的功能。
5．4擴展功能
家庭控制器要有一定的擴展功能，考慮能適應今後發展的需要。
5．5可按用户的基本要求進行配置應能根據用户提出有哪些被控設備及監視控制要求(功能要求)等因素，來對家庭控制器組成進行配置，包含模塊種類的選擇和各種模塊數量的選擇。設備的安裝
6．1交換機、路由器、控制器、放大箱、分配箱、電話分線箱
2．在住户內安裝入侵報警探測器。
具有語音對講及控制開啟樓道人口處防盜門功能。
1~2點
熱能表、燃氣表、水錶、電度表的自動抄收及遠傳、超限判斷、自動檢查、分時計費、實時計量、管理功能。
提高級(2A)
在室內安裝可燃氣體泄
漏自動報警裝置。且能就地
發出聲光報警信號。
1．在住户內兩處安裝緊急按鈕開關。
2．在住户內安裝入侵報警探測器，在户門、及用台、外窗安裝
人侵報警裝置。
具有語音對講及控鑭開啟樓道人口處防盜門功能。可實
現住户與安防監控中心的直接聯繫。
2點以上
熱能表、燃氣表、水錶、電度表的自動抄
收及遠傳、超限爿斷、自動檢查、分時計費、實時計量、管理功能。
先進級(3A)
1．在室內安裝可燃氣體泄漏自動報警裝置，當燃氣體泄漏報警後能自動切斷氣源、打開捧氣裝置，且能就地發出聲光報警信號。
2．在住户內設置火災自動報警裝置。
1．在住户內不少於兩處安裝緊急按鈕開關。
2．在住户內安裝入侵報警探測器，在户門及陽台門、外窗安裝入侵報警裝置。
具有語音、可視對講及控翻開啟樓道入口處防盜門功能，可實現住户與安防監控中心的直接聯繫。
2點以上
熱能表、燃氣表、水錶、電度表的自動抄收及遠傳、超限判斷、自動檢查、分時計費、實時計量、管理功能。
這些設備均應安裝在電氣豎井內或公共走道的牆上(內)。
6．2家庭控制器
暗裝(或明裝)在牆內(上)，其底邊距地面1．4m左右。家庭控制器應設置在住户大門附近(宜距户門0．5m以內)，且容易操作(包括設防與撤防)的地方。
6．3可燃氣體探測器
安裝在廚房內的燃氣管道、灶具附近，當住户使用的是天然氣，燃氣探測器吸頂棚安裝在距頂棚300ram以內的地方；當住户使用的是液化石油氣，燃氣探測器安裝在距地面300mm以內地方。
6．4感温探測器設置在廚房內，它吸頂棚安裝。
6．5感煙探測器設置在起居室、卧室等房間內，它吸頂棚安裝。
6．6緊急按鈕開關
設置在起居室沙發和主卧室牀頭附近的牆上，及衞生間的牆上。緊急按鈕開關暗裝在牆內，其底邊距地面0．5m~1．2m。
6，門(窗)磁開關
安裝在門扇和門框內或窗扇和窗框內。
6．8玻璃破碎探測器
安裝在窗户和玻璃門(陽台)附近的牆上或吸頂棚安裝。
6．9被動紅外侵入探測器和被動紅外／微波雙技術探測器
安裝在住户的主要通道、重要的房間內，它吸頂棚安裝或安裝在頂棚的牆角處。
6．10紅外遙控器
安裝在被控電器設備正面附近的牆上，距離不能超過紅外線工作範圍，且與電器設備之間沒有遮擋。
7工程設計實例
以二室户型為例介紹户內的智能家庭控制系統設計，設計標準採用康居住宅先進級(3A)。採用以太網的家居控制系統，家庭控制器與户內各模塊之間採用R．$485總線，家庭控制器可通過電話線或計算機網絡接收控制指令、發出信息，所選用的家庭控制器具有可視訪客對講功能。家居控制系統圖參見國家建築標準設計<智能家居控制系統設計施工圖集>03X602第17頁，二室户型家居控制平面圖參見圖1、2所示，家庭控制器與室內設備的連接參見圖3所示。
在起居廳、卧室設置了感煙探測器，廚房設置了感温探測器、可燃氣體探測器，各房間的窗户、陽台推拉門上及附近設置了門(窗)磁開關和玻璃破碎探測器，起居廳設置了被動紅外侵入探測器，起居廳、卧室、衞生間設置了緊急按鈕開關。對電、水、燃氣進行計量；可對餐廳、起居廳、卧室的燈進行控制；當可燃氣體探測器探測到有燃氣泄漏後，聯動控制關閉燃氣管道上電磁閥、開啟排煙風機；當有各種探測器報警後，聯動警報發聲器發出報警聲音。
家庭控制器共提供13路輸入：電度表(電度表安裝在照明配電箱內)、燃氣表、熱能表、可燃氣體探測器、感温探測器、感煙探測器、緊急按鈕開關、被動紅外侵入探測器、玻璃破碎探測器各1路，水錶、門(窗)磁開關各2路。
家庭控制器共提供7路輸出：警報發聲器控制1路、燃氣管道上電磁閥控制1路、排煙風機控制1路、照明控制4路。
三室户型、複式結構、別墅的智能家庭控制平面圖及家庭控制器與室內設備的連接參見國家建築標準設計<智能家居控制系統設計施工圖集》03X602。
8設計中應注意的事項
關鍵詞：Delta算子系統；變結構控制；準滑動模態；趨近律；反正切函數
中圖分類號： TP273
文獻標誌碼：A
0 引言
在現代控制理論分析與綜合中，連續系統的研究成果易於理論分析，離散系統的研究成果易於計算機仿真實現。Delta算子系統（Delta operator system）是連續系統和離散系統的統一描述形式[1]，在高速信號處理[2]、視覺伺服系統[3]等方面具有廣闊的應用前景。Delta算子的採樣易於觀察和分析，具有良好的數字特性。利用傳統的前向移位算子採樣的高速系統，當採樣週期趨近於零時，採樣系統並不完全趨近於相應的連續系統，採樣系統的極點趨近於穩定域的邊界上，易產生不穩定的狀態[4]。近年來，Delta算子系統的理論發展迅速，已成為計算機控制系統分析與綜合的重要方法。文獻[5]給出了Delta算子離散化模糊系統的魯棒H∞控制器設計；文獻[6]採用線性矩陣不等式等方法給出了Delta算子系統的非脆弱H∞濾波器設計問題；文獻[7]基於有界實引理理論，設計了帶有多面體參數攝動的Delta算子系統參數依賴H∞控制器；文獻[8]等基於凸優化理論，給出了具有範數有界的參數不確定Delta算子系統的保性能濾波器設計。
滑模變結構控制是一種先進的非線性控制策略，其準滑動模態易於實現，在滿足一定的匹配條件下，對系統內部參數攝動和外部干擾具有完全魯棒性[9]。趨近律方法是離散滑模變結構控制器設計的常用方法，主要思想是根據準滑動模態的到達條件，保證從任意初始狀態出發的系統狀態軌線在有限時間內到達切換面來確定趨近律形式，再利用趨近律方法實現滑模變結構控制器的設計[10]。文獻[9]提出了工程上容易實現的離散指數趨近律，所設計的滑模變結構控制系統調節精度高、響應速度快，但在平衡狀態產生一定程度的抖振，影響了系統的動態性能；文獻[11]利用變速趨近律設計了比例—等速—變速的滑模變結構控制，有效地削弱了準滑動模態段內的抖振，但趨近運動段的時間較長；文獻[12]基於Sigmoid函數改進了離散指數趨近律，較好地削弱了系統抖振；文獻[13]設計了基於擾動動態補償的理想趨近律，直接平滑地預測擾動；文獻[14]利用線性矩陣不等式技術給出了Delta算子滑模變結構控制系統的切換面存在的充分條件，分析了Delta算子系統實現滑模變結構控制的到達條件，基於Delta算子離散指數趨近律設計了不確定Delta算子系統的滑模變結構控制器；文獻[15]給出了Delta算子滑模變結構控制系統的狀態觀測器，具有良好的動態性能；文獻[16]給出了不確定時滯Delta算子系統的魯棒滑模變結構控制器設計。
本文討論了含有內部參數攝動和外部干擾的Delta算子系統滑模變結構控制器的設計問題。基於反正切函數的趨近律方法設計的不確定Delta算子滑模變結構控制系統，在趨近運動段內，系統狀態軌線迅速趨近切換帶，在準滑動模態段內，系統狀態軌線快速到達平衡狀態，有效地削弱了系統抖振，保證了原點的穩定性和過程的平穩性。
將上述Delta算子系統對應的連續系統進行移位算子變換後，得到的離散滑模變結構控制系統的閉環極點趨近於單位圓周，處於臨界穩定狀態，引起了病態問題。而進行Delta算子離散化得到的滑模變結構控制系統的閉環極點仍趨近於連續系統的閉環極點，系統是漸近穩定的。採用Delta算子離散趨近律（10）設計的滑模變結構控制系統的原點穩定性好，系統平穩性強，保持快速趨近，抖振幅度較小。改變實例仿真中的不確定項的參數，系統在趨近運動段內存在一定的偏差，而在準滑動模態段內，系統的運動過程幾乎一致。由此可見，基於Delta算子離散趨近律（10）的滑模變結構控制策略具有良好的仿真效果。
5 結語
本文基於反正切函數的Delta算子離散指數趨近律方法，給出了不確定Delta算子系統的滑模變結構控制器設計，克服了傳統移位算子離散化方法在高速採樣系統中容易引起病態的問題。另外，具有滯後情形的Delta算子系統是一個無窮維的動態系統，結構複雜，其滑模變結構控制策略有待於進一步分析研究。
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關鍵詞 控制論 設計藝術學 最優值 可行性方法論
中圖分類號：J50-4 文獻標識碼：A
1控制論的闡釋
控制論是研究各類系統的調節和控制規律的科學。關於它的奠基性著作是由美國人諾伯特·維納編著的。維納把控制論定義為一門關於動物和機器中控制和通信的科學，即一門同時適用於生命現象與非生命現象的科學。
控制論中的“控制”具體來説，是控制動態系統在變化的環境條件下如何保持平衡狀態或穩定狀態。在計算機高速發展的今天，控制的基礎是信息，信息傳遞的目的是為了控制，而控制必須靠信息反饋來實現。信息反饋是控制論的一個極其重要的概念。通俗地説，在一個超穩定的系統內，施控系統把信息發送給被控系統，被控系統輸出信息反饋給施控系統。施控系統對反饋回來的信息進行分析、加工、整理，並與自己想要達到的目的進行比較，繼而調整控制信息，最後，再向被控系統輸入經過加工、整理後的新的信息。如此反覆，逐步縮小與目標的差距，最終達到預期的目的。
2設計藝術學研究的控制體系方法
設計藝術學研究中的控制工作，是一個複雜過程，它是眾多研究系統中的一個子系統。但它的實質和控制論中的“控制”一樣，也是信息傳輸和信息反饋。從控制工作的信息傳輸和反饋過程可見，設計藝術學研究中的控制工作與控制論中的“控制”在概念上有相似之處：
（1）傳輸和反饋的基本過程是相似的。無論是設計藝術學研究控制工作還是控制論中“控制”，它們都要先確定一個標準，其次要通過這個標準去衡量成效這個過程在信息反饋完成後去實現，再次，如果出現誤差，則需要採取糾正措施，使誤差保持在技術達到的最小值。
（2）設計藝術學研究控制系統實質上也是一個信息反饋系統。在一個超穩定系統內，通過信息反饋，揭示研究過程中的漏洞，促進控制系統進行不斷的優化，以逐漸趨於更加完美的狀態。
（3）設計藝術學研究控制系統和控制論中的控制系統一樣，也是一個有組織的系統。它根據系統內的反饋的變化而進行相應的調整，不斷克服系統的不肯定性，而使系統保持在某穩定狀態。一般把趨近於目標的反饋稱為負反饋，把偏離目標，打破原有穩定狀態的反饋稱為正反饋。
3控制論在設計藝術學研究中的應用
設計藝術學研究是一個穩定的系統，按照控制論方法，其內部結構可以分為六個主要的子系統：確立設計研究課題，模擬設計計劃，調查、分析、草案，實驗、擬定設計報告書，客户評價反饋，修改定稿。每個子系統對其它五個子系統都有反饋作用。
第一步，我們應該明確設計課題的研究主題，由於設計主題中包含着思想文化、美學特徵、客户形象等許多的內容，涉及到眾多的方面，需要將較為寬泛的文化、美學等因素轉化為比較具體明確的可操作的設計問題。同時，作為一個設計招標項目，也必須要有一個清晰地定位和明確的方向。於是在查閲分析國內外相關設計文獻之後，選中一個側重點，從中選取最具代表性，富有藝術審美與文化價值的符號或元素，由此設計幾個研究方向。
第二步，當有了具體的設計主題並明確了設計研究方向之後，就開始準備為達到設計目標而要做的必要的計劃工作。在工作方法上，採用控制論的方法，確定了由設計總監把握研究方向，編輯提交方案，經集體討論修改後再有設計總監確定方案，設計小組協調整體的設計工作，這樣就確保了每一階段都能夠達到階段性的設計目標。
第三步，在廣泛的的調研後，發現一個合適的設計藝術形式語言，設計出多個方案草圖，經設計小組討論初評後，每個小組都有些方案被肯定，一些被淘汰。於是，設計方案被不斷整合。反映出設計研究中採用控制論方法使變量得到最大優化。
第四步，就是初評入選後的論證階段，需要從工藝、材質、審美和客户要求作最佳的調整，這一步還需要做設計模擬實驗，這是一個系列的設計。在正式設計完成提交給客户前，需要有一份詳細的設計報告書。
第五步，等待客户的反饋，結果反饋給設計者後，通過反饋通道使設計者明確目標差的大小，並根據現實情況對控制器發出調整的指令，也就是通過設計的方式對產品進行調整或改良，已達到客户滿意的水平，這個過程可能會是一個反覆的過程，使最終產品更貼近於目標，這種控制過程就是負反饋調節，前文中已經提到，負反饋調節並不是一次性就能夠完成的，它是一個循環往復、不斷減小目標差、直到實現目標的過程，所以產品系統的反饋控制過程也不是一次就能夠完成的，也需要一個循環往復的過程。
第六步，客户滿意後，改良後的產品推入市場。這六步是一個完整的從產品設計到完成的步驟，在科學技術飛速發展，市場競爭日益激烈，產品更新換代的今天，在設計藝術學研究中導入控制論思想，關係到設計的產品是否符合未來的發展，設計的產品投入市場時是否受到歡迎。
4結語
控制論在設計藝術學研究點就是在系統出現震盪或不穩定的時候，能夠通過自身的調節機制進行調節，使系統重歸於穩定。本文以控制論方法為基礎，分析了其設計藝術學研究中的運用，明確了設計學研究方法論的重要作用，指出控制論是對設計藝術學研究有效的一種方法。在設計出現偏離目標或不穩定狀況的時候，根據系統反饋信息調整設計或改變設計的方法，能夠使設計品的發展更加靠近初始目標或重新歸於穩定的狀態。
參考文獻
[1] 李立新。設計藝術學研究方法[M].南京：南京江蘇美術出版社，2010.
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