第七章_自動化與控制科學(xué)ppt課件

1、第七章自動化與控制科學(xué). 在消費和科學(xué)技術(shù)的開展過程中，人類發(fā) 展了自動控制技術(shù)；人們在日常生活中也隨時隨地享用著自動化帶來的便利。隨著計算機技術(shù)的開展，“自動化和控制科學(xué)同計算機技術(shù)相結(jié)合構(gòu)成了“控制科學(xué)與工程一級學(xué)科。自動化與控制科學(xué)不僅廣泛運用在工業(yè)消費部門，在宇航、機器人、導(dǎo)彈制導(dǎo)及核動力等領(lǐng)域，自動化更具有特別重要的位置；自動化還運用到了生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)境、經(jīng)濟管理等領(lǐng)域。 “控制科學(xué)與工程是電子信息科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中研討“信息利用的學(xué)科。以這一學(xué)科為依托設(shè)置有多個大學(xué)本科專業(yè)，如：“自動化 、“電氣工程及其自動化、“機械設(shè)計制造及自動化、“過程配備與控制工程、“機械工程及自動化、“制造自

2、動化與測控技術(shù)等。 本章主要針對自動化與控制科學(xué)的主要技術(shù)和實際進展簡單的引見，以便讀者對本學(xué)科有一個根本的了解。前 言.第七章自動化與控制科學(xué)7.1 自動控制和自動控制系統(tǒng)概述 7.2 智能控制簡介 7.3 機器人 7.4 自動控制系統(tǒng)的控制方式7.5 自動控制系統(tǒng)的性能目的 7.6 工業(yè)自動化與信息化 7.7 中國在工程控制方面所獲得的成就 .7.1 自動控制和自動控制系統(tǒng)概述 一、根本概念電梯由于有自動控制才干準確地仃在各相應(yīng)樓層。衛(wèi)生間用的抽水馬桶是一水量自動調(diào)理的閉環(huán)自動控制系統(tǒng)?？照{(diào)、冰箱、電熱水器是一個溫度自動調(diào)理的自動控制系統(tǒng)。自動洗衣機采用了多種自動控制技術(shù)。挪動通訊手機的發(fā)

3、射功率會隨著手機與基站間隔的遠近而自動調(diào)整。自動控制無處不在！1，什么是自動控制？自動控制就是在沒有人直接參與的情況下，利用控制安裝，使被控對象的某個任務(wù)形狀或參數(shù)自動地按照預(yù)定的規(guī)律運轉(zhuǎn)。.自動控制技術(shù)在煉鋼、軋鋼、化工、石油、電力、造紙、紡織、皮革、食品和醫(yī)藥等工業(yè)中廣泛運用。沒有自動控制技術(shù)現(xiàn)代工業(yè)消費將無法進展。航空、航海、汽車和鐵路運輸離不開自動控制技術(shù)和系統(tǒng)。自動控制技術(shù)還運用于：通訊、交通、醫(yī)學(xué)、環(huán)境維護、經(jīng)濟管理、文字識別、語音識別和人工智能等領(lǐng)域。飛機、導(dǎo)彈、衛(wèi)星、火炮、魚雷、飛船都是復(fù)雜綜合控制技術(shù)系統(tǒng)的集成。2，自動控制運用的廣泛性3，什么是自動控制系統(tǒng)？自動控制系統(tǒng)就是

4、為了實現(xiàn)各種復(fù)雜的控制義務(wù)，將被控對象和控制安裝按照一定的方式銜接起來，組成一個有機的總體。.三、控制科學(xué)的開展及運用 全自動柔性噴涂機器人巡航導(dǎo)彈1自動控制系統(tǒng)實例：由計算機經(jīng)過控制電動機來帶動機器人的手臂自開任務(wù)。計算機是控制安裝，電動機是執(zhí)行機構(gòu)，機器人的手臂是被控對象，電動機的轉(zhuǎn)速和機器人手臂的位置是被控量。由全球衛(wèi)星定位接納安裝、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、數(shù)字化地圖及取景相機組成自動控制系統(tǒng)，自主控制導(dǎo)彈飛行，攻擊準確度可達“米級的誤差程度。.無論自動機器，生物神經(jīng)系統(tǒng)、動物生命系統(tǒng)，以致經(jīng)濟系統(tǒng)、社會系統(tǒng)，撇開各自的物理形狀特征，都是一個自動控制系統(tǒng)，并可用通用模型對系統(tǒng)進展分析。 2自動控制

5、系統(tǒng)的通用模型：信息獲取分折決策規(guī)那么戰(zhàn)略調(diào)理支配管理指揮監(jiān)視被控對象反響自動控制系統(tǒng)的通用模型信息信息信息信息信息信息控制過程=信息傳送過程.3自動控制系統(tǒng)的通用信息模型傳感器：獲取信息。計算機：處置信息。通訊機：傳送信息。執(zhí)行器：運用信息?？刂瓶茖W(xué)與信息技術(shù)密不可分！整個控制過程是一個信息流通的過程，控制是經(jīng)過信息的傳輸、變換、加工、處置和運用來實現(xiàn)的。.20世紀70年代開場，控制論由工程控制論、生物控制論向經(jīng)濟控制論、社會控制論開展。電子計算機的廣泛運用和人工智能研討的開展，使控制系統(tǒng)顯現(xiàn)出規(guī)模龐大，構(gòu)造復(fù)雜，要素眾多，功能綜合的特點，從而控制論也向大系統(tǒng)實際開展。50年代末到60年代初

6、工程實際尤其是航天技術(shù)的開展涉及多輸入多輸出系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題用經(jīng)典的控制實際已難于處理于是產(chǎn)生了以極大值原理動態(tài)規(guī)劃和形狀空間法等為中心的現(xiàn)代控制實際 。20世紀40年代用經(jīng)典控制實際處理火炮控制魚雷導(dǎo)航飛機導(dǎo)航等技術(shù)問題逐漸構(gòu)成了以分析和設(shè)計單變量控制系統(tǒng)為主要內(nèi)容的經(jīng)典控制實際與方法。 經(jīng)典控制實際現(xiàn)代控制實際大系統(tǒng)控制實際二、開展歷程.1，經(jīng)典控制系統(tǒng)實例：1788年J.瓦特為理處理工業(yè)消費中提出的蒸汽機的速度控制問題。1788年瓦特發(fā)明了離心調(diào)速器和節(jié)氣閥蒸汽機 離心調(diào)速器離心調(diào)速器瓦特的這項發(fā)明開創(chuàng)了自動調(diào)理安裝的研討和運用的新時期，促進了控制科學(xué)的構(gòu)成與開展。.2，現(xiàn)代控制實際的

7、主要內(nèi)容實際中心：極大值原理動態(tài)規(guī)劃和形狀空間法等控制方法和構(gòu)造：自順應(yīng)和隨機控制系統(tǒng)辨識微分對策分布參數(shù)系統(tǒng)和智能機器人為代表的智能控制、最優(yōu)控制等。運用對象：面向大規(guī)模復(fù)雜的系統(tǒng)如大型電力系統(tǒng)交通運輸系統(tǒng)鋼鐵結(jié)合企業(yè)國民經(jīng)濟系統(tǒng)等；與計算機網(wǎng)絡(luò)相交融出現(xiàn)了管理信息系統(tǒng)辦公自動化決策支持系統(tǒng)并開場綜合利用傳感技術(shù)通訊技術(shù)計算機系統(tǒng)控制和人工智能等方法來處理所面臨的工廠自動化辦公自動化醫(yī)療自動化農(nóng)業(yè)自動化以及各種復(fù)雜的社會經(jīng)濟問題。在處理隨之出現(xiàn)的自動調(diào)理安裝的穩(wěn)定性的過程中數(shù)學(xué)家提出了斷定系統(tǒng)穩(wěn)定性的實際判據(jù)使自動控制逐漸由閱歷走向科學(xué)。1948 年諾伯特維納發(fā)表論著：，開創(chuàng)了一個新的學(xué)科領(lǐng)

8、域控制科學(xué)。.3，大系統(tǒng)控制實例如：大型電力系統(tǒng)交通運輸系統(tǒng)鋼鐵結(jié)合企業(yè)國民經(jīng)濟系統(tǒng)等。如：管理信息系統(tǒng)工廠自動化系統(tǒng)辦公自動化系統(tǒng)醫(yī)療自動化系統(tǒng)農(nóng)業(yè)自動化系統(tǒng)，以及柔性制造系統(tǒng)決策支持系統(tǒng)智能機器人系統(tǒng)等。如：探月工程系統(tǒng)、航天測控系統(tǒng)、導(dǎo)彈防御系統(tǒng)等。.大系統(tǒng)控制實際研討的主要領(lǐng)域工程控制論大消費過程控制自動火炮控制導(dǎo)彈控制衛(wèi)星、飛船控制機器人控制.控制科學(xué)的印跡1932年 19501960代 19601970年代 奈魁斯特H.Nyquist關(guān)反響放大器穩(wěn)定性論文，開創(chuàng)了定量分析的閉環(huán)控制實際。隨著計算機技術(shù)的開展，構(gòu)成了智能控制實際和技術(shù)，電子信息科學(xué)技術(shù)與控制實際相結(jié)合，使控制系統(tǒng)顯現(xiàn)

9、出規(guī)模龐大，構(gòu)造復(fù)雜，要素眾多，功能綜合的特點，使控制論向大系統(tǒng)實際開展，構(gòu)成了一個新的學(xué)科控制科學(xué)。在空間技術(shù)開展的推進下，控制實際得到了大開展4，控制科學(xué)的開展控制科學(xué)：是自動控制、計算機科學(xué)、通訊技術(shù)、數(shù)學(xué)、神經(jīng)生理學(xué)、統(tǒng)計力學(xué)和行為科學(xué)等多種科學(xué)技術(shù)相互浸透構(gòu)成的一門交叉、綜合性學(xué)科。. 7.2 智能控制簡介一、模糊邏輯控制什么是模糊邏輯控制？就是對被控系統(tǒng)的了解不是經(jīng)過準確的數(shù)學(xué)表達式，而是允許定義在二值之間的模糊地帶。微處置器采用模糊邏輯之后，其控制才干更接近人類的思想方式。 智能控制Intelligent Control研討將人類的智能，如學(xué)習(xí)、自順應(yīng)和探求的才干引入控制系統(tǒng)，使

10、其具有自學(xué)習(xí)、自組織、自動識別和自動判別、決策的功能。 1974年，Mamdani提出了基于模糊言語描畫控制規(guī)那么的模糊控制器，將模糊集和模糊言語邏輯用于工業(yè)過程控制，之后又勝利地研制出自組織模糊控制器，使得模糊控制器的智能化程度有了較大提高。模糊控制的構(gòu)成和開展，以及與人工智能的相互浸透，對智能控制實際的構(gòu)成起了非常重要的推進作用。.模糊控制技術(shù)是近代控制實際中的一種人工智能戰(zhàn)略，是模擬人的推理和綜合決策過程，使控制算法的可控性、順應(yīng)性和合理性提高，它己成為智能控制技術(shù)的一個重要分支。模糊控制的主要技術(shù)：是根據(jù)系統(tǒng)輸入輸出信號模型進展模糊推理。推理是建立在模糊邏輯規(guī)那么根底上的信息處置過程。

11、模糊邏輯推理系統(tǒng)模糊控制己運用于家用電器、彩色電視顯像控制等眾多產(chǎn)品中！.二、專家系統(tǒng)1，專家系統(tǒng)概念: 運用特定領(lǐng)域的專門知識，經(jīng)過推理來模擬通常由人類專家才干處理的各種復(fù)雜的、詳細的問題，到達與專家具有同等處理問題才干的計算機智能程序系統(tǒng)。2，專家系統(tǒng)的體系構(gòu)造： 專家系統(tǒng)與傳統(tǒng)的計算機程序系統(tǒng)有著完全不同的體系構(gòu)造，通常它由知識庫、推理機、綜合數(shù)據(jù)庫、知識獲取機制、解釋機制和人機接口等幾部分組成。隨專家系統(tǒng)的類型、功能和規(guī)模的不同，專家系統(tǒng)的體系構(gòu)造而有所差別。.3，專家系統(tǒng)類 型： 診斷型專家系統(tǒng)：根據(jù)對病癥的察看分析，推導(dǎo)出產(chǎn)生病癥的緣由以及排除缺點方法的一類系統(tǒng)，如醫(yī)療、機械、經(jīng)濟

12、等。 解釋型專家系統(tǒng)：根據(jù)表層信息解釋深層構(gòu)造或內(nèi)部情況的一類系統(tǒng)，如地質(zhì)構(gòu)造分析、物質(zhì)化學(xué)構(gòu)造分析等。 預(yù)測型專家系統(tǒng)：根據(jù)現(xiàn)狀預(yù)測未來情況的一類系統(tǒng)，如氣候預(yù)告、人口預(yù)測、水文預(yù)告、經(jīng)濟情勢預(yù)測等。 設(shè)計型專家系統(tǒng)：根據(jù)給定的產(chǎn)品要求設(shè)計產(chǎn)品的一類系統(tǒng)，如建筑設(shè)計、機械產(chǎn)品設(shè)計等。 決策型專家系統(tǒng)：對可行方案進展綜合評判并優(yōu)選的一類專家系統(tǒng)。 規(guī)劃型專家系統(tǒng)：用于制定行動規(guī)劃的一類專家系統(tǒng)，如自動程序設(shè)計、軍事方案的制定等。 監(jiān)測型專家系統(tǒng)：對某類行為進展監(jiān)測并在必要時候進展干涉的一類專家系統(tǒng)，如機場、倉庫監(jiān)視，森林監(jiān)測等。 調(diào)試型專家系統(tǒng)：對失靈的對象給出處置意見和方法。調(diào)試專家系統(tǒng)同時

13、具有規(guī)劃、設(shè)計、預(yù)告和診斷等專家系統(tǒng)的功能。可用于維修設(shè)備、調(diào)整、丈量。 . 近十多年來，專家系統(tǒng)獲得迅速開展，運用領(lǐng)域越來越廣，處理實踐問題的才干越來越大，專家系統(tǒng)的優(yōu)良性能包括以下幾個方面： (1) 專家系統(tǒng)可以高效率、準確、周到、迅速和不知疲倦地進展任務(wù)。 (2) 專家系統(tǒng)處理實踐問題時不受周圍環(huán)境的影響，也不能夠脫漏忘記。(3) 可以使專家的專長不受時間和空間的限制，以便推行珍貴和稀缺的專家知識與閱歷。(4) 專家系統(tǒng)能促進各領(lǐng)域的開展，它使各領(lǐng)域?qū)＜业膶I(yè)知識和閱歷得到總結(jié)和精煉，可以廣泛有力地傳播專家的知識、閱歷和才干。(5) 專家系統(tǒng)能聚集多領(lǐng)域?qū)＜业闹R和閱歷以及他們協(xié)作處理艱

14、苦問題的才干，它擁有更淵博的知識、更豐富的閱歷和更強的任務(wù)才干。(6) 軍事專家系統(tǒng)的程度是一個國家國防現(xiàn)代化的重要標志之一。(7) 專家系統(tǒng)的研制和運用，具有宏大的經(jīng)濟效益和社會效益。(8) 研討專家系統(tǒng)可以促進整個科學(xué)技術(shù)的開展。專家系統(tǒng)對人工智能的各個領(lǐng)域的開展起了很大的促進作用，并將對科技、經(jīng)濟、國防、教育、社會和人民生活產(chǎn)生極其深遠的影響。4，專家系統(tǒng)的優(yōu)點.5，專家系統(tǒng)的開展 專家系統(tǒng)的開展 使專家系統(tǒng)具有學(xué)習(xí)的才干具有處置常識的才干獲取與更新知識的才干分布式專家系統(tǒng)開展不同層次解釋的才干開展深層 的推理才干專家系統(tǒng)是有著廣泛用途的一類智能系統(tǒng)，其開展的總趨勢是進一步提高智能：能經(jīng)

15、由感應(yīng)直接接受外界資料；或由外部知識庫獲得資料；在推理機中能擬定規(guī)劃，仿真系統(tǒng)情況；知識庫有規(guī)劃、分類、構(gòu)造方式及行為方式的動態(tài)知識表述。.三、方式識別方式識別(Pattern Recognition)：是經(jīng)過計算機用數(shù)學(xué)方法來研討方式的自動處置和判讀。 我們所指的方式識別主要是對語音波形、地震波、心電圖、腦電圖、圖片、照片、文字、符號、生物信息等對象進展方式丈量、分類和辨識。 圖像識別、文字識別和語音識別是方式識別技術(shù)最有價值的代表性成果。方式是環(huán)境與客體的統(tǒng)稱。信息處置過程的一個重要方式是生命體對環(huán)境及客體的識別。.四、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)生物神經(jīng)元人工神經(jīng)元神經(jīng)元輸入輸出1，神經(jīng)元每個神元經(jīng)細胞

16、都長著一根像電線一樣的稱為軸突axon，用來將信號傳送給其他的神經(jīng)細胞。 人工神經(jīng)元是模擬生物神經(jīng)元的一個信息處置單元。.輸入層神經(jīng)元：接受非線形輸入信息。 輸出層：輸出各層神經(jīng)元鏈接中傳輸、分析、加權(quán)后的輸出信息。 隱藏層：簡稱“隱層，是輸入層和輸出層之間眾多神經(jīng)元和鏈接組成的各個層面。隱層可以有多層，習(xí)慣上會用一層。隱層的節(jié)點(神經(jīng)元)數(shù)目不定，但數(shù)目越多神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性越顯著，從而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能、特性會更好。2，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一種運用類似于大腦神經(jīng)突觸聯(lián)接的構(gòu)造進展信息處置的數(shù)學(xué)模型。通常為多層網(wǎng)絡(luò)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型如今有數(shù)十種之多二、智能控制簡介. 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過訓(xùn)練樣本的訓(xùn)練、

17、校正，對各個層的權(quán)重進展調(diào)整后，即確定了網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，這一建立模型的過程，稱為自動學(xué)習(xí)過程。詳細的學(xué)習(xí)方法那么因網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造和模型不通而不同。3，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)框圖經(jīng)過學(xué)習(xí)訓(xùn)練后的網(wǎng)絡(luò)即可用于控制、識別等實踐系統(tǒng)中。.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型以神經(jīng)元的數(shù)學(xué)模型為根底，它有自學(xué)習(xí)、自組織才干，它在控制、識別和信息處置系統(tǒng)中其所以對人們有宏大吸引力主要在以下幾點： 1并行分布處置，處置信息的效率極高。2高度魯棒性和容錯才干對損傷有冗余性(tolerance 。 3分布存儲及學(xué)習(xí)才干。 4能充分逼近復(fù)雜的非線性關(guān)系。 在控制領(lǐng)域的研討課題中，不確定性系統(tǒng)的控制問題長期以來都是控制實際研討中的難點

18、。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)才干，使它在對不確定性系統(tǒng)的控制過程中自動學(xué)習(xí)系統(tǒng)的特性，自動順應(yīng)系統(tǒng)隨時間、輸入及環(huán)境的特性變異，以求到達對系統(tǒng)的最優(yōu)控制；顯然這是一種非常振奮人心的智能技術(shù)和方法。 4，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點隨著計算機技術(shù)、信息處置技術(shù)和仿生學(xué)、神經(jīng)心思學(xué)的研討進展，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的性能將日益改善，運用將越來越廣泛，這將是必然趨勢。.7.3 機器人 機器人概念：智能控制的典型運用就是機器人Robot，機器人是自動執(zhí)行任務(wù)的機器安裝。它既可以接受人類指揮，又可以運轉(zhuǎn)預(yù)先編排的程序，還可以根據(jù)人工智能技術(shù)制定的原那么綱領(lǐng)去行動。機器人技術(shù)：機器人是高級整合控制論、機械電子、計算機、資料和仿生學(xué)技

19、術(shù)的產(chǎn)物，用來協(xié)助或替代人類任務(wù)。機器人運用：機器人可用于消費制造業(yè)，可以替代人從事危險的任務(wù)。它在制造業(yè)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、軍事等領(lǐng)域。一、機器人的開展史 1920年捷克斯洛伐克作家卡雷爾恰佩克在他的科幻小說，發(fā)明出“機器人這個詞。1939年美國紐約世博會上展出了西屋電氣公司制造的家用機器人Elektro。它由電纜控制，可以行走。.1954年美國人喬治德沃爾制造出世界上第一臺可編程的機器人。機械手能按照不同的程序從事不同的任務(wù)，具有通用性和靈敏性。1959年德沃爾與美國發(fā)明家約瑟夫英格伯格聯(lián)手制造出第一臺工業(yè)機器人。隨后，成立了世界上第一家機器人制造工廠Unimation公司。1965年約

20、翰霍普金斯大學(xué)運用物理實驗室研制出Beast機器人。 Beast曾經(jīng)能經(jīng)過聲納系統(tǒng)、光電管等安裝，根據(jù)環(huán)境校正本人的位置。1968年美國斯坦福研討所公布他們研發(fā)勝利的機器人Shakey。它帶有視覺傳感器，能根據(jù)人的指令發(fā)現(xiàn)并抓取積木，不過控制它的計算機有一個房間那么大。Shakey可以算是世界第一臺智能機器人，拉開了第三代機器人研發(fā)的序幕。1978年美國Unimation公司推出通用工業(yè)機器人PUMA，這標志著工業(yè)機器人技術(shù)曾經(jīng)完全成熟。 PUMA至今依然任務(wù)在工廠第一線。2002年美國iRobot公司推出了吸塵器機器人Roomba，它能避開妨礙，自動設(shè)計行進道路，還能在電量缺乏時，自動駛向充

21、電座。 Roomba是目前世界上銷量最大、最商業(yè)化的家用機器人。.汽車裝配機器人 .倉庫管理機器人機械手.智能清潔機器人 清潔機器人家庭效力機器人.智能機器人. 機器人戰(zhàn)車 偵查機器人 機器人戰(zhàn)車 戰(zhàn)爭機器人.仿真機器人 R2宇航人形機器人，于2021年2月24日由“發(fā)現(xiàn)號航天飛機帶進太空站，作為常住空間站“任務(wù)人員，用來協(xié)助空間站的宇航員完成一些日常任務(wù)。未來R2的改良型將可以替代宇航員出倉完成一些危險作業(yè)。.機器人消費、機器人清掃、機器人戰(zhàn)爭的時代將會到來！.按運用分類按“智能分類機器人的分類二、機器人的分類工業(yè)機器人初級智能機器人高級智能機器人工業(yè)機器人特種機器人除工業(yè)機器人之外的一切機

22、器人.三、人類與機器人機器人的終極目的：利用原理開展具有人類智能的人造機器。人工智能包括學(xué)習(xí)任何知識的才干、推理才干、言語才干和構(gòu)本錢人的觀念的才干。機器人專家還遠遠無法實現(xiàn)這種程度的人工智能，但他們曾經(jīng)在有限的人工智能領(lǐng)域獲得了很大進展。家用機器人：機器人將在我們未來的日常生活中扮演重要的角色，分擔(dān)家務(wù)勞動，為開展機器人產(chǎn)業(yè)帶來宏大商機。機器人造福人類：機器人替代人們?nèi)ネ瓿梢恍﹩握{(diào)、枯燥或是危險的任務(wù)。調(diào)查世界工業(yè)開展的潮流，曾經(jīng)證明：開展機器人是一條必由之路。沒有機器人，人將變?yōu)闄C器；有了機器人，人依然是主人。軍用機器人：開展用于戰(zhàn)場阻擊、掃雷、偵查各類軍用機器人，將能夠改動未來戰(zhàn)爭方式，

23、出現(xiàn)機器人與人之間、機器人與機器人之間的戰(zhàn)爭。.7.4 自動控制系統(tǒng)的控制方式 控制方式 開環(huán)控制閉環(huán)控制.一、開環(huán)控制開環(huán)控制的特點是控制安裝與被控對象之間只需正向控制造用而沒有反向作用的銜接方式，即系統(tǒng)的輸出量對輸入量沒有影響。開環(huán)控制系統(tǒng)框圖ug放大器和控制安裝udnd直流電機開環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 例：.二、閉環(huán)控制閉環(huán)系統(tǒng)原理框圖閉環(huán)控制：在控制器與被控對象之間，不僅有正向作用通路，而且存在著反響作用通路。即系統(tǒng)的被控量對輸入量有直接影響。這里的反響是指把輸出量檢測出來反送到系統(tǒng)的輸入端并與輸入信號比較以影響控制的過程。假設(shè)反響信號是與輸入信號相減那么稱為負反響；假設(shè)相加，那么稱為正反響。.u

24、g放大器和控制安裝udndub直流電機閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng) 直流電機速度的閉環(huán)控制闡明：首先，對電動機的轉(zhuǎn)速進展丈量、轉(zhuǎn)換。然后將丈量信號與輸入量進展比較。由于轉(zhuǎn)速之間不容易直接比較大小，因此，將輸入與輸出轉(zhuǎn)速變換成相應(yīng)的電壓信號。由速度傳感器完成變換。最后，根據(jù)偏向的極性和大小來調(diào)整轉(zhuǎn)速，使電機轉(zhuǎn)速恒定。.四、自動控制系統(tǒng)的控制方式 控制方式比較閉環(huán)控制精度較高，構(gòu)造較復(fù)雜，分析設(shè)計較難。 開環(huán)控制精度較低，構(gòu)造較簡單，分析設(shè)計較易。控制方式比較兩類系統(tǒng)各有特點.自動控制系統(tǒng)的分類 1，按參考輸入方式分為恒值系統(tǒng)和隨動系統(tǒng) 2，按系統(tǒng)特性分成線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng) 3，按信號的傳送方式 分成延續(xù)系統(tǒng)和

25、離散系統(tǒng) 4，按信號的多少分為單輸入單輸出與多輸入多輸出系統(tǒng) 5，按參數(shù)變化分 為定 常系統(tǒng)和時變系統(tǒng) 三、自動控制系統(tǒng)的分類.7.5 自動控制系統(tǒng)的性能目的是系統(tǒng)任務(wù)穩(wěn)定性，它是保證控制系統(tǒng)可以正常任務(wù)的首要條件，是控制系統(tǒng)的一項最重要的目的。是系統(tǒng)控制準確性，它反映系統(tǒng)的被控輸出最終復(fù)現(xiàn)系統(tǒng)期望輸出值的才干。要求穩(wěn)態(tài)誤差越小越好。是指輸出過渡過程繼續(xù)時間的長短，要求系統(tǒng)快速進入穩(wěn)態(tài)。即快速性穩(wěn)自動控制系統(tǒng)的三大目的.7.6 工業(yè)自動化與信息化 一、信息技術(shù)與工業(yè)自動化四大技術(shù)：微電子技術(shù)計算機技術(shù)通訊技術(shù)軟件技術(shù)企業(yè)管理產(chǎn)品消售管理物流供應(yīng)消費過程控制消費設(shè)備控制、檢測和診斷信息技術(shù)與工業(yè)

26、自動化信息技術(shù)工業(yè)自動化現(xiàn)代工業(yè)自動化是自動控制技術(shù)與信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是工業(yè)自動化開展的必然趨勢。.1. 信息技術(shù)與企業(yè)的關(guān)系1信息化擴展了企業(yè)的市場空間2信息技術(shù)引發(fā)產(chǎn)品設(shè)計的變革 3信息技術(shù)用于產(chǎn)質(zhì)量量控制 信息技術(shù)與企業(yè)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)把企業(yè)的資金、物流、消費、市場、采購等信息實時、準確提供應(yīng)管理者，實現(xiàn)了管控一體化。CAD軟件使設(shè)計者不再運用圖板。三維 CAD軟件不僅可以實體外型，還可以進展產(chǎn)品模擬分析。數(shù)字技術(shù)提高消費過程的自動檢測程度和控制精度、優(yōu)化安裝和過程控制效果，實現(xiàn)添加產(chǎn)量、提高質(zhì)量。.2. 現(xiàn)代工業(yè)自動化傳統(tǒng)的工業(yè)自動化：即機電一體化。主要是對設(shè)備和消費過程的控制，即由機械

27、本體、動力部分、測試傳感部分、執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動部分、信號處置單元、接口等硬件單元，在軟件程序和電子電路邏輯的有目的的信息流引導(dǎo)下，相互協(xié)調(diào)、有機交融和集成，組成工業(yè)自動化系統(tǒng)。現(xiàn)代工業(yè)自動化：綜合運用系統(tǒng)科學(xué)、認知科學(xué)、信息科學(xué)、控制科學(xué)與工程的綜合科學(xué)。企業(yè)管理級消費管理級過程控制級設(shè)備控制級檢測驅(qū)動級現(xiàn)代工業(yè)自動化系統(tǒng)的5級構(gòu)造計算機技術(shù) 軟件技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 通訊技術(shù)支撐技術(shù)機電一體化技術(shù)現(xiàn)場總線技術(shù)傳感器技術(shù)數(shù)字交流調(diào)速支撐技術(shù)智能控制技術(shù)控制工程方法支撐技術(shù).二、工業(yè)信息化系統(tǒng)簡介1辦公自動化系統(tǒng)辦公自動化系統(tǒng).質(zhì)監(jiān)系統(tǒng)公共效力網(wǎng).2，業(yè)務(wù)資源管理系統(tǒng).3分散控制系統(tǒng)DPU：分散處置單元OPU：操作員站ENG：工程師站LS/HSR：記錄效力器/歷史站DLS：數(shù)據(jù)鏈接站網(wǎng)線.4現(xiàn)場總線控制系統(tǒng).工業(yè)信息化特征：產(chǎn)品消費過程信息化：包括：決策支持系統(tǒng) 、計算機輔助設(shè)計、專家系統(tǒng) 、檢驗、測試、質(zhì)量控制系統(tǒng)等。消費信息化：計算機集成制造系統(tǒng)、計算機輔助制造系統(tǒng)、柔性制造系統(tǒng) 、復(fù)雜工業(yè)過程控制系統(tǒng)等。消費管理信息化：包括：辦公自動化、資料需求信息化、企業(yè)資源管理信息化等。自動化與控制科學(xué)同計算機科學(xué)與技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，正在推進當代社會向工業(yè)信息化方向開展！. 中國載人航天工程是我國航天史上迄今為止規(guī)