分散式控制系統
分散式控制系統（distributed control system）簡稱DCS，是工廠或是製程中使用的電腦化控制系統，一般其中會有幾個控制迴路，自主的控制器分散在系統中，沒有中央操作員的監控。這和傳統集中型控制器（可能是許多的離散控制器放在中控室中，或是有一台中央控制的電腦）的概念恰好相反。分散式控制系統可以增加系統的可靠度，將控制器放在靠近製程的位置，再在遠端進行監視及控制，可以節省架設的成本。 分散式控制系統最早是出現在大型、高價…
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網絡化控制系統
網絡化控制系統（Networked Control System）是指控制迴路的元件透過通訊网络交換資料的控制系統。其特徵是控制系統的命令及回授是在網路中以封包的方式傳送。 簡介 典型網絡化控制系統的功能是由以下四種基本組件構成： 传感器：獲取資訊 控制器：提供決策及命令 执行器：執行控制命令 通信網絡：進行信息的交换 網絡化控制系統最重要的特徵是連結了網路空間及實體空間，因此可以在長距離下執行許多任務。而且，網絡化控制系統的訊號都透過…
經典控制理論
在控制理論中，經典控制理論（Classical control theory）是以拉普拉斯变换為分析工具，探討有控制系統之特性、以及反馈對系統特性的影響。 控制理論中常見的目標是要控制特定系統（稱為受控體），使其輸出可以依照控制信號（稱為參考信號，可能是定值或是變動量）。為了實現此目的，會設計控制器來監控輸出，並且比較輸出和參考信號。實際輸出和參考信號的差（稱為誤差信號）會反馈到控制器中，再由控制器產生受控體的輸入信號，使受控體的實際輸…
故障容許度
故障容許度（）也称容错或容错性，是使系统在部分组件（一个或多个）发生故障时仍能正常运作的能力。系统的容错率则是允许错误出现的概率。 如果系统的运行质量全面降低，降低的幅度与故障程度成正比，相反的，設計時未考慮故障容許度的系统，在发生很小的故障时也可能完全故障。高可用性或生命攸關系統中尤为追求容错。系统部分故障时，维护功能的能力也称为柔性降级或從容退化（graceful degradation）。 相关概念 故障容许与极少故障的系统是不同…
测量仪器
测量仪器（measuring instrument）又称测量仪表、检测仪表、计量器具等，简称度量器、度量仪，是用来进行各种测试而取得相关数据的度量工具，即测量时所使用的测定“仪”或“器”。 在物理学、工程学、以及品质保证上，皆有需要通过测量来获得的相关物理量。而使用测量仪器正是一种标准化的测量手段。但是由于仪器生产过程，以及测量误差等种种原因，通过各种测量仪器所获得的物理量依然存在其不确定度。 测量仪器的量程（range，span），是…
階層式控制系統
階層式控制系統（hierarchical control system）也稱為分層控制系統，是一種以分層树狀方式來規劃其設備及控制軟體的控制系統。若樹中的各節點是用计算机网络來建立連結，則這個階層控制系統也就是網絡化控制系統。 簡介 人工形成，有複雜行為的組織常常會用分階層的方式來組織。例如公司組織的特點在中即可看出，其中有較高層的主管、較低層的下屬，以及一些各部門之間組織溝通的線。階層式控制系統也類似公司的組織，由不同模組來負責不同的…
自整定
在控制理论中，自整定（self-tuning）可以在滿足目標函數最大化或是最小化的情形下，將其內部運行參數進行最佳化，一般會是進行效率的最大化，或是錯誤的最小化。 自整定及自動整定（auto-tuning）有時會指同一個概念，許多軟體研究群體認為auto-tuning是較正確的名詞。不過在變頻器領域中，自動整定（auto-tuning）有時只是馬達參數自學習，利用測試信號及演算法量測馬達參數（如定子電阻），不一定包括內部運行參數的最佳化…
倒單擺
，監控桿子的角度，利用讓台車來回移動時來維持直桿直立，上面的酒杯可以觀察直桿是否有大幅震蕩或是傾斜角度過大]] 倒單擺是質心在其樞紐點以上的擺。倒單擺在力學上無法穩定平衡，在沒有額外控制時，倒單擺會倒下。若利用控制系統控制桿的角度，在桿開始要倒下時調整質心位置，讓桿子不會倒下，可以維持倒單擺的平衡。倒單擺是動力學及控制理論中的經典問題，常用來測試不同的控制策略。倒單擺常以樞紐點在台車上的方式來呈現，如圖所示。這稱為「台車和桿子」。大部份…
上昇時間
在電子學中，若要描述一電路在電壓（或电流）阶跃函数下的反應，可用上昇時間（rise time）表示。上昇時間是信號從特定低準位上昇到特定高準位需要的時間，值可以用相對參考輸入的比率或是百分比來表示。在模拟电路中，其較低百分比及較高百分比多半會是輸出阶跃高度的10%及90%（或及）。不過，也常會使用其他的值若是在控制理論中，依照，上昇時間定義為「響應從終值的上昇到所需要的時間」，若是欠阻尼的二階系統，常會以0%至100%的上昇時間為準，若…
PID控制器
PID控制器（比例-积分-微分控制器），由比例单元（Proportional）、积分单元（Integral）和微分单元（Derivative）组成。可以透過調整這三個單元的增益K_p，K_i和K_d來調定其特性。PID控制器主要适用于基本上线性，且动态特性不随时间变化的系统。 PID控制器是一个在工业控制应用中常见的回授回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较，然后把这个差别用于计算新的输入值，这个新的输入值的目的是可以让…
傳遞函數矩陣
傳遞函數矩陣（transfer function matrix）或傳遞矩陣（transfer matrix）是控制系統以及許多工程領域的名詞，是將SISO系統中的传递函数擴展到MIMO系統。矩阵表示系統輸出跟輸入之間的關係。在線性非時變系統中是格外有用的工具，因為其傳遞函數矩陣可以用S平面來表示。 在一些只由被動元件組成的系統中，可以清楚的區分哪些變數是輸入，哪些是輸出。在電子系統中的作法，將所有電壓變數組合成一組，視為是傳遞函數矩陣的…
齐格勒-尼科尔斯方法
齐格勒－尼科尔斯方法（）是一种整定PID控制器、探索其控制参数的方法。它是由1940年代早期两位泰勒仪器公司的工程师提出的，这个方法也因此以二人的名字命名。其调试方式为，首先将积分和微分增益设置为0，然后比例增益从零开始逐渐增加，直到到达极限增益KU，此时控制器输出值以恒定值振荡。KU和振荡周期TU根据不同的类型，按下表中的方式来设置比例、积分和微分增益。 比較 齐格勒－尼科尔斯方法會有「1/4振幅衰減」的特性（使系統第二次過衝量是第一…
菲尼克斯電氣
菲尼克斯電氣 () 總部位於德國東威斯特法倫州-利珀(Ostwestfalen-Lippe)的布隆貝格(Blomberg)，是一家工業自動化、互連和接口解決方案的製造商。 該公司開發接線端子、繼電器、連接器、信號調節器、電源、控制器和PLC、I/O 系統、工業以太網、控制器系統佈線、PCB 接線端子和連接器以及浪湧抑制。 此外，菲尼克斯電氣還生產用於 Modbus、DeviceNet、EtherNet/IP、CANopen、PROFIB…
基於模型的設計
基於模型的設計（，簡稱MBD）是一種數學及可视化的方法，可以用來處理複雜控制系統、信號處理及通訊系統的設計。基於模型的設計可以用在運動控制、工業設計、航天以及車輛應用中。基於模型的設計也是嵌入式系統設計的方法論。 簡介 基於模型的設計是一種較有效率的設計方式，在支援开发过程（V模型）的同時，在設計過程中建立了溝通用的共同框架。若用這種方式設計控制系統，開發會分為以下四步驟： 為受控體建模。 配合受控體，分析及合成適合的控制器。 針對控制…
阻抗控制
阻抗控制（Impedance control）是一種處理力和位置關係的控制理论，常用在有和環境互動，而且力和位置的關係非常重要的應用中。例如，在的應用中，人施加的力會直接關聯到機械手臂移動或停止的速度。相較之下，傳統的位置控制或力矩控制，在機械手臂碰觸到其他物體時表現通常很差。因此，阻抗控制便是為了解決這類互動問題而發展的。 機械阻抗（Mechanical impedance）是力和速度比值，和電路中的阻抗（電壓和电流的比值）類似。彈簧…
控制系統
機械中用的離心式調速器]] 控制系統（control system）是指用控制迴路管理及控制另一個設備或是系統的系統。控制系統可以小到家中用自動調溫器實現的溫度控制器，也可以大到控制製程或是機器的大型工業控制系統。 若是連結調節的控制系統，會用回授控制器來自動化的控制製程或是動作。控制系統會將要控制的過程變數 （PV）和理想值或是目標值（SP）比較，利用其差值產生控制信號，讓將要控制的過程變數可以回到目標值。 針對时序逻辑电路及组合逻辑…
模糊控制
模糊控制系统是基于模糊逻辑的控制系统。模糊逻辑将模拟输入分析为[0, 1]间连续取值的逻辑变量，不同于经典逻辑和数位逻辑只取离散值0、1（分别对应假、真）。該機制的輸入是透過模糊化將原本0和1的資料變成0到1之間的數值，相對於原本的非零即一的二分法較接近人類的思維。在推論的過程中資料為模糊的，但透過解模糊化的步驟，可使得輸出為精確值。 模糊逻辑在机器控制中有广泛应用。“模糊”是说所涉逻辑能处理不能简单表为“真”“假”，而只能表示为“部分…
生命攸關系統
生命攸關系統（life-critical system）或安全攸關系統（safety-critical system）也稱為生命關鍵系統或安全關鍵系統，是指若系統失效或誤動作，可能會產生以下後果的系統： 人員重傷或死亡 設備的嚴重毀損 環境的危害 安全相關系統（Safety-involved systems）類似安全關鍵系統，但安全性要求略低。若只有此系統失效，不會造成人員傷亡、設備的嚴重毀損或者環境危害等重大。安全相關系統的誤動作只有…
控制工程
中扮演了极为重要的角色。]] 控制工程（）或控制系統工程學或在歐洲稱為自動化工程，是一門處理控制系統的工程學科，將控制理論應用於在控制環境中的設備和系統設計產生所需的行為。控制學科通常在世界各地的許多機構與電氣工程和機械工程一起教授。 控制的實作使用感測器和檢測器來測量受控過程輸出的性能；這些測量用於提供修正反饋，幫助實現所需的性能。無需人工輸入即可執行的系統稱為自動控制系統（例如用於調節汽車速度的巡航控制系統）。控制系統工程活動本質上…
X-by-wire
X-by-wire是一工程用語，中文稱為電子線控或線傳，表示某一個組件是由電子訊號控制，不是由機械或油壓方式控制，因為其英文會以by-wire為字尾，因此統稱為X-by-wire。前面的X就是原先的系統或功能。 以飛行線控（fly-by-wire）為例，此用語表示飛機的操控是透過電子信號控制，不是用油壓方式控制。汽車中的也是類似的技術。 X-by-wire會利用電子、電機、光電或是光學的控制信號，再配合控制系統及制動器達到原設計的功能。…