自動化概論教學課件(38張)

1、自動化概論本課程的主要內(nèi)容自動化的概念和發(fā)展簡史自動控制系統(tǒng)的類型和組成基本的控制方法控制和自動化的應用范疇 控制和自動化的展望 自動化專業(yè)概覽 教材與參考書1 西安交大萬百五主編自動化（專業(yè)）概論（第二版），武漢理工大學出版社，2005年。2 電子書信息爆炸時代的控制關(guān)于控制、動力學和系統(tǒng)未來方向的專家小組報告，2003年。3 東南大學戴先中教授的課件“自動化學科概論”，2005年。4 香港科技大學的報告“自動控制技術(shù)與人類進步”，2006年。5 K. J. strm教授在MIT的報告“Control -the the Hidden Hidden Technology”，2006年。6 K.

2、 J. strm教授在國際自控聯(lián)合會（IFAC）的報告“Present Developments in Control Applications”， 德國Heidelberg， 2006。課程基本情況學時：27作業(yè)：（無）成績評定：平時（考勤）30%期末考查（開卷筆試）70%專業(yè)的前身工業(yè)企業(yè)電氣化及自動化專業(yè) （簡稱工企專業(yè) ）工業(yè)電氣自動化專業(yè)工業(yè)自動化專業(yè)生產(chǎn)過程自動化儀表自動化 自動化專業(yè)與電氣工程及其自動化專業(yè)、電子信息工程專業(yè)、通信工程專業(yè)、計算機科學與技術(shù)專業(yè)、電子科學與技術(shù)專業(yè)、生物醫(yī)學工程專業(yè)同屬“工學”學科門類下的“電氣信息類” ，授予的學位為“工學學士”。 到2004年，

3、全國已有239所學校設立了自動化專業(yè)。自動化專業(yè)已成為設置學校最多的“工學”專業(yè)（工科專業(yè)）之一（僅次于計算機專業(yè)），如果再把那些將自動化作為其專業(yè)名稱一部分的專業(yè)（如“電氣工程及其自動化”、“機械設計制造及其自動化”、“農(nóng)業(yè)機械化及其自動化”等專業(yè)）算在內(nèi)，“自動化類專業(yè)”無疑將是中國最龐大的專業(yè)。自動化本科專業(yè)“自動化”的定義： 自動化（Automation）是指機器設備（擴展到生產(chǎn)、管理過程） 在沒有人直接參與的情況下， 經(jīng)過自動檢測、信息處理、分析判斷、操縱控制 實現(xiàn)預期的目標自動化的核心是“控制” 自動化主要研究的是工程系統(tǒng)的控制問題，自動控制除了工程系統(tǒng)研究外，還研究社會、經(jīng)濟、生

4、物、環(huán)境等非工程系統(tǒng)的控制問題。自動化技術(shù)的兩方面： 動力方面的自動化技術(shù) 工業(yè)化 人的手、腳、各種感覺的延長 信息處理方面的自動化技術(shù)信息化 延伸人的信息獲取、 處理和決策控制等功能 自動化學科的內(nèi)容 控制理論與控制工程檢測技術(shù)與自動化裝置模式識別與智能系統(tǒng)系統(tǒng)工程導航、制導與控制 自動化是一門涉及多個學科、應用廣泛的綜合性科學技術(shù)，它主要涉及自動控制和信息處理兩個方面，主要研究內(nèi)容包括理論、方法、硬件和軟件。在我國，自動化學科的正式名稱為“控制科學與工程” 學科，屬工科門類下的一級學科， 共包括五個下屬二級學科：信息化與自動化的關(guān)系 廣義自動化是指實現(xiàn)經(jīng)營管理、計劃調(diào)度、成本核算、生產(chǎn)監(jiān)控

5、、故障診斷、自動控制等更大范圍內(nèi)的自動化，又稱之為綜合自動化自動化往往是指包括檢測、控制和繼電保護等常規(guī)自動化的概念信息化與自動化的關(guān)系 工業(yè)化信息化自動化 （廣義）基礎(chǔ)促進帶動保證依賴提升自動化技術(shù)和自動化專業(yè)的發(fā)展機遇：我國經(jīng)濟的持續(xù)高速增長，走新型工業(yè)化道路，“以信息化帶動工業(yè)化”，自動化技術(shù)以信息技術(shù)作為主要的技術(shù)內(nèi)涵。對自動化的認識自動化與工業(yè)化的關(guān)系工業(yè)化特點：專指工業(yè)，尤其是制造業(yè)工業(yè)化發(fā)展三階段：機械化（大規(guī)模使用機器系統(tǒng)） 電氣化（加入電機、電網(wǎng)絡） 自動化（加入自動控制器）實現(xiàn)自動化，就完成工業(yè)化 目前來說：自動化是工業(yè)化的最重要標志 （我國總體來說，已機械化、電氣化） 信

6、息化特點：不單指工業(yè)，包含第一、三產(chǎn)業(yè) 僅從工業(yè)的角度，信息化發(fā)展也可分三階段： 一定在工業(yè)化的基礎(chǔ)上 計算機化（大規(guī)模使用數(shù)字計算機） 網(wǎng)絡化（實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡） 先進自動化（綜合集成了系統(tǒng)、管理） 實現(xiàn)先進自動化，就完成（工業(yè)）信息化 先進自動化是信息化的最重要標志（國內(nèi)總體，數(shù)字化、網(wǎng)絡化已有一定規(guī)模）（基礎(chǔ)）自動化（核心是控制） 是工業(yè)化完成與否的標志 自動化技術(shù)是工業(yè)化的核心技術(shù)先進自動化（核心是信息、控制、系統(tǒng)） 是信息化完成與否的標志 先進自動化技術(shù)是信息化的核心技術(shù)自動化技術(shù)的發(fā)展檢測、計算、通信、執(zhí)行和復雜性技術(shù)成本/性能曲線機械化（應用機器系統(tǒng)）電氣化（加入電機、網(wǎng)絡）自動化

7、（加入自動控制器）數(shù)字化（應用數(shù)字計算機）網(wǎng)絡化（實現(xiàn)計算機網(wǎng)絡）先進自動化（系統(tǒng)、管理）智能化（引入智能）知識化（處理知識）工業(yè)化信息化知識化社 會 總 發(fā) 展自動化與工業(yè)化、信息化、知識化的關(guān)系(1)系統(tǒng)：（System）是指由相互關(guān)聯(lián)、相互制約、相互影響的一些部分組成的具有某種功能的有機整體。 (2)信息：（Information）是指符號、信號或消息所包含的內(nèi)容，用來消除對客觀事物認識的不確定性。 (3)控制：（Control）是指為了改善系統(tǒng)的性能或達到特定的目的，通過信息的采集和加工而施加到系統(tǒng)的作用。 (4)反饋：（Feedback）是指將系統(tǒng)的實際輸出和期望輸出進行比較，形成誤

8、差，從而為確定下一步的控制行為提供依據(jù)。這是自動控制的基本方式 。一些術(shù)語直流電機的自動調(diào)速系統(tǒng)放大器+V測速發(fā)電機電動機自動控制的范例Qi浮子測量元件HQo執(zhí)行閥控制器液面給定液位自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)不允許水溢出、流干工程自然系統(tǒng)的自動控制直流反饋電阻交流反饋電阻因特網(wǎng)阻塞控制電子放大電路果蠅的飛行控制TCP/IP通信協(xié)議IP（Internet Protocol）負責傳送路徑的建立，并將傳輸?shù)男畔⑶谐尚《涡畔?，打包成為?shù)據(jù)包（Packet）后，在網(wǎng)絡中傳出，各數(shù)據(jù)包可選擇不同的路徑，到達接受端才再重組起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信的低成本化。IP協(xié)議采用了開環(huán)控制和非連接式的傳送方式，無法將傳送網(wǎng)絡產(chǎn)生的異常狀

9、況回報，因此，并不能保證正確無誤的數(shù)據(jù)傳送每次都成功。TCP（Transmission Control Protocol）協(xié)議具有流量控制能力，依照對方回應已收到幾個數(shù)據(jù)包后，再送出，以保持在傳輸中的數(shù)據(jù)包個數(shù)不超過一定的數(shù)目。在接收端，若發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)有誤時，也可要求重傳。TCP協(xié)議采用了閉環(huán)控制和連接式的傳輸機制，用以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性 ，保證數(shù)據(jù)包正確送達目的地。自動控制的典型應用能源生產(chǎn)過程控制離散制造工業(yè)通信運輸建筑航空航天娛樂、消費儀器機電設備材料加工物理生物經(jīng)濟學2005年我國成功發(fā)射載人飛船（神舟6號） 技術(shù)難點 1、軌道設計與飛行程序控制問題 2、衛(wèi)星姿態(tài)控制的三矢量控制

10、問題 3、衛(wèi)星環(huán)境適應性設計 4、遠距離測控與通信問題嫦娥一號中國自主研制、發(fā)射的第一個月球探測器北京現(xiàn)代汽車車身車間焊接機器人清華大學提出的電力系統(tǒng)的混成控制離散邏輯控制指令連續(xù)動態(tài)底層（動態(tài)電力系統(tǒng)）電廠、變電站&FACTS設備電力系統(tǒng)混成控制 中間處理與操作層Processing & Operating 最高決策與指揮層 Decisionmaking & Commanding中間層信息控制指令(事件驅(qū)動)Data底層設備的反饋控制 操作命令底層信息發(fā)電機、補償器及FACTS設備的控制器數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)控制指令 調(diào)度員控制 汽車電子控制系統(tǒng)配電系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)煮糖結(jié)晶過程控制儀器 （光年納米）自適

11、應光學天文望遠鏡掃描探針顯微鏡計算機、控制與通信集成系統(tǒng)無線傳感器自動控制理論的經(jīng)典著作控制系統(tǒng)的一種自然模型控制器(計算機) 大腦控制理論 思想、智能傳感器 感覺器官執(zhí)行器 肌肉 能量 食物更好的執(zhí)行器提供更好的體能更好的傳感器 提供更好的視覺更好的控制使傳感器和執(zhí)行器的組合以更智能的方式提供更靈巧的作用自然模型小結(jié)自動化是一個發(fā)展充分、工程概念強、內(nèi)容豐富、應用領(lǐng)域廣泛的技術(shù)學科，是人類文明進步和社會現(xiàn)代化的標志。自動化是信息化的必然，是智能化的基礎(chǔ)，是人類體能和智力擴展的關(guān)鍵技術(shù)，是從信息社會邁向知識社會的必經(jīng)之路。自動化專業(yè)培育高素質(zhì)的控制、管理、決策人才，要求：理論與實踐（抽象思維與

12、動手，數(shù)學方程與物理概念）、硬件與軟件、強電與弱電并重謝謝！Thanks for your attention!1、這世上，沒有誰活得比誰容易，只是有人在呼天搶地，有人在默默努力。2、當熱誠變成習慣，恐懼和憂慮即無處容身。缺乏熱誠的人也沒有明確的目標。熱誠使想象的輪子轉(zhuǎn)動。一個人缺乏熱誠就象汽車沒有汽油。善于安排玩樂和工作，兩者保持熱誠，就是最快樂的人。熱誠使平凡的話題變得生動。3、起點低怕什么，大不了加倍努力。人生就像一場馬拉松比賽，拼的不是起點，而是堅持的耐力和成長的速度。只要努力不止，進步也會不止。4、如果你不相信努力和時光，那么時光第一個就會辜負你。不要去否定你的過去，也不要用你的過去

13、牽扯你的未來。不是因為有希望才去努力，而是努力了，才能看到希望。5、人生每天都要笑，生活的下一秒發(fā)生什么，我們誰也不知道。所以，放下心里的糾結(jié)，放下腦中的煩惱，放下生活的不愉快，活在當下。人生喜怒哀樂，百般形態(tài)，不如在心里全部淡然處之，輕輕一笑，讓心更自在，生命更恒久。積極者相信只有推動自己才能推動世界，只要推動自己就能推動世界。6、人性本善，純?nèi)缜逑魉冬摖q。欲望與情緒如風沙襲擾，把原本如天空曠蔚藍的心蒙蔽。但我知道，每個人的心靈深處，不管烏云密布還是陰淤蒼茫，但依然有一道彩虹，亮麗于心中某處。7、每個人的心里，都藏著一個了不起的自己，只要你不頹廢，不消極，一直悄悄醞釀著樂觀，培養(yǎng)著豁達

14、，堅持著善良，只要在路上，就沒有到達不了的遠方！8、不要活在別人眼中，更不要活在別人嘴中。世界不會因為你的抱怨不滿而為你改變，你能做到的只有改變你自己！9、欲戴王冠，必承其重。哪有什么好命天賜，不都是一路披荊斬棘才換來的。10、放手如拔牙。牙被拔掉的那一刻，你會覺得解脫。但舌頭總會不由自主地往那個空空的牙洞里舔，一天數(shù)次。不痛了不代表你能完全無視，留下的那個空缺永遠都在，偶爾甚至會異常掛念。適應是需要時間的，但牙總是要拔，因為太痛，所以終歸還是要放手，隨它去。11、這個世界其實很公平，你想要比別人強，你就必須去做別人不想做的事，你想要過更好的生活，你就必須去承受更多的困難，承受別人不能承受的壓

15、力。12、逆境給人寶貴的磨煉機會。只有經(jīng)得起環(huán)境考驗的人，才能算是真正的強者。自古以來的偉人，大多是抱著不屈不撓的精神，從逆境中掙扎奮斗過來的。13、不同的人生，有不同的幸福。去發(fā)現(xiàn)你所擁有幸運，少抱怨上蒼的不公，把握屬于自己的幸福。你，我，我們大家都可以經(jīng)歷幸福的人生。14、給自己一份堅強，擦干眼淚；給自己一份自信，不卑不亢；給自己一份灑脫，悠然前行。輕輕品，靜靜藏。為了看陽光，我來到這世上；為了與陽光同行，我笑對憂傷。15、總不能流血就喊痛，怕黑就開燈，想念就聯(lián)系，疲憊就放空，被孤立就討好，脆弱就想家，不要被現(xiàn)在而蒙蔽雙眼，終究是要長大，最漆黑的那段路終要自己走完。16、在路上，我們生命得

16、到了肯定，一路上，我們有失敗也有成功，有淚水也有感動，有曲折也有坦途，有機遇也有夢想。一路走來，我們熟悉了陌生的世界，我們熟悉了陌生的面孔，遇人無數(shù)，匆匆又匆匆，有些成了我們忘不掉的背影，有些成了我們一生的風景。我笑，便面如春花，定是能感動人的，任他是誰。17、努力是一種生活態(tài)度，與年齡無關(guān)。所以，無論什么時候，千萬不可放縱自己，給自己找懶散和拖延的借口，對自己嚴格一點兒，時間長了，努力便成為一種心理習慣，一種生活方式！18、自己想要的東西，要么奮力直追，要么干脆放棄。別總是逢人就喋喋不休的表決心或者哀怨不斷，做別人茶余飯后的笑點。19、即使不能像依米花那樣畫上完美的感嘆號，但我們可以歌詠最感

17、人的詩篇；即使不能阻擋暴風雨的肆虐，但我們可以左右自己的心情；即使無法預料失敗的打擊，但我們可以把它當作成功的一個個驛站。20、能力配不上野心，是所有煩擾的根源。這個世界是公平的，你要想得到，就得學會付出和堅持。每個人都是通過自己的努力，去決定生活的樣子。1、許多人企求著生活的完美結(jié)局，殊不知美根本不在結(jié)局，而在于追求的過程。2、慢慢的才知道：堅持未必就是勝利，放棄未必就是認輸，。給自己一個迂回的空間，學會思索，學會等待，學會調(diào)整。人生沒有假設，當下即是全部。背不動的，放下了；傷不起的，看淡了；想不通的，不想了；恨不過的，撫平了。3、在比夜更深的地方，一定有比夜更黑的眼睛。4、一切偉大的行動和

18、思想，都有一個微不足道的開始。5、從來不跌倒不算光彩，每次跌倒后能再站起來，才是最大的榮耀。6、這個世界到處充滿著不公平，我們能做的不僅僅是接受，還要試著做一些反抗。7、一個最困苦、最卑賤、最為命運所屈辱的人，只要還抱有希望，便無所怨懼。8、有些人，因為陪你走的時間長了，你便淡然了，其實是他們給你撐起了生命的天空；有些人，分開了，就忘了吧，殘缺是一種大美。9、照自己的意思去理解自己，不要小看自己，被別人的意見引入歧途。10、沒人能讓我輸，除非我不想贏！11、花開不是為了花落，而是為了開的更加燦爛。12、隨隨便便浪費的時間，再也不能贏回來。13、不管從什么時候開始，重要的是開始以后不要停止；不管在什么時候結(jié)束，重要的是結(jié)束以后不要后悔。14、當你決定堅持一件事情，全世界都會為你讓路。15、只有在開水里，茶葉才能展開生命濃郁的香氣。16、別想一下造出大海，必須先由小河川開始。17、不要