《计算机控制技术在力学中的应用》学习感想
和写很多其他的课后感想一样，我很有必要要简单谈一谈通过这门课我学到了哪些知识，从而证明我确实有认真听课，否则1500字的感想就无从依据了，而被当做胡诌那我就伤心死了。
“所谓自动控制，就是指在没有人直接参与的情况下，利用控制器使被控对象（如机器设备和生产过程）的某些（或工作状态）能自动地按照预定的规律变化（或运行）。”¹ 其实这一概念我们早已接触，比如楼道里的感应灯——白天不亮，到了晚上而且有人经过的时候才亮——只是它的原理与内在机制一直比较模糊而已。通过对这门课的学习，我知道了自动控制的基本过程：首先要有执行机构控制被控对象，其次要有控制器对信号做出反应，告诉执行机构该干什么，最后要有一个测量变送器，通过反馈回路，将被控对象的各个方面的具体信息传递给控制器。对于感应灯的例子，我认为灯的亮度是被控对象，光传感器和声传感器同时对外界进行感应，当环境光强小于某一设定值时即认为是晚上，然后光传感器发出类似于“是”的信号，一旦有人经过，声传感器检测到声音强度大于某一设定值，也发出类似于“是”的信号，两个“是”的信号作为依据令控制器（控制回路）向执行器（另一个控制回路²）发出“开灯”的指令，执行器使电路接通，然后灯就亮了。这样便实现了自动控制。 除了对自动控制这一概念的理解，这门课作为我感觉比较轻松的科普类课还让我接触到了很多传感器。侯老师花了很长时间来讲传感器的工作原理并带我们进行了公式推导，可见传感器在控制技术这一块的重要性。传感器通常体积小巧，因而经常容易忽视。其实现在很多手机里都有传感器。我的手机里就有加速度传感器，所以才可以识别重力方向，自动旋转屏幕。力学中常用的传感器主要是电阻应变片，用于测量物体表面应变。事实上这颠覆了我对力学量的精度的看法——我本来以为应变应该是很难精确测量的，如要精确测量，至少得借助光学吧。然而电阻应变片却能很好使物体表面应变与电阻的应变同步，这让我十分诧异。如果有时间我还想仔细观察一下这种同步性。另外侯老师还着重谈到了放大回路。几乎所有的测量值都需要放大，因为实在是太小了，不便于分析。收音机里都有放大器。侯老师说苏联败给美国其中一个原因就是苏联花了很多精力放在电子管的发展，而美国人则发明了晶体管。这说明除了对信号的采集外，如何更好地处理并传递信号同样是非常关键的。
关于数/模转换（或者说D/A转换），我的理解是首先我们有这样一个需求，即我们用以处理数据的工具——计算机——迄今还只是机械的计算工具，无法处理我们习惯的模拟信号，因而我们只能将模拟信号转换为计算机所认可的数字信号，然后再进行分析。为了将采集到的模拟信号转换为数字信号，我们将其离散化，按时间间隔采样，并将数值依次记录下来。这里会有一个问题，即我们应按多大的时间间隔采样？如果间隔太短，采样过于频繁，则计算量大，耗时长，无法短时间内做出分析决策；如果间隔太长，样本过少，得到的信息不全，无法真实地还原模拟信号。香侬定理给出：为了使采样信号能完全复现原信号，采样频率至少要为原信号最高有效频率的2倍。这是一个很重要的结论，将使得我们得以自信地减小采样频率以提高工作效率。
最后我了解了控制系统与执行系统的分类与实现。这一方面与力学密切相关。主要讲的是控制系统。从类型上看，自动控制系统分为开环控制系统与闭环控制系统。两者的区别在于闭环在开环的基础上增加了反馈机制，拥有“纠错”的能力，因而实现更高的控制精度，当然结构也更加复杂，维护起来更加困难。采用哪种控制应当取决于需求。常用的控制运算方法大致有比例控制、积分控制与微分控制，通常我们把它们结合起来，形成PID控制。其实我认为这也取决于需求。
以上是我在这门课上主要学到的知识，其中也包含了我的一些个人体会。通过这门课，我感觉我对计算机控制技术有了初步了了解，对力学也有了更具象的认识，应该说是比较合格地达到了我对这门课的期望，希望以后可以更深入地学习并掌握这方面的知识与技能。
注：1.摘自讲义第一章前言部分。
2.我对内部电路部分还不是很清楚，如有错误还望侯老师见谅。
