自動控制原理論文

摘要：論述了自動控制原理從無到有、各個發(fā)展時期的特點；指出了自動控制原理今后的發(fā)展方向。關鍵詞：自動控制原理、自動化、負反饋調節(jié)系統(tǒng)引言:（制器，使機器，設備或生產過程（統(tǒng)稱被控對象）的某個工作狀態(tài)或參數(shù)（即被控制量）自動地按照預定的規(guī)律運行。自動控制簡史

（HistoryofAutomaticControl）300理3001250年，Philong發(fā)明的油燈，其中用浮球調節(jié)裝置來保持燃油的油面高度。CornelisDrebbel(1572-1633)DennisPapin(1647-1712)1681⑷：1769年，為了解決工業(yè)生產中蒸汽機的速度控制問題，J.Watt(特,1736-1819)發(fā)明了蒸汽機。他在蒸汽機上安裝了一個飛球，構成蒸汽機調速⑸：J.C.Maxwell(1831-1879)，1868：OnGovernors二階、三階系統(tǒng)的穩(wěn)定性。隨后，劍橋大學的E.J.RouthHurwitz解決了高階系統(tǒng)的穩(wěn)定性判斷．⑹：A.Lyapunov(1857-1918Lyapunov統(tǒng)地研究了由微分方程描述的一般運動系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，建立了著名的LyapunovMinorsky, NewMexicoH.S.Black,AT&T1927電子放大器,其工作為現(xiàn)代電子系統(tǒng)和通信系統(tǒng)奠定了基礎.⑻：在美國的MITBellN.WienerBushH.Nyquist、H.W.BodeN.B.Nichols、C.ShannonH.Hanzen為首的科學家設計了一系列的自動控制裝置和系統(tǒng)線跟蹤系統(tǒng)以及其它的軍事方面的應用，反饋控制變成一種重要的方法。在世紀40年代之前，這些系統(tǒng)的設計和制造主要依賴于實驗“試湊法”?？刂乒こ滩懦蔀橐婚T真正的工程學科。1948N.Wiener(CyberneticsorcontrolandCommunicationintheAnimalandtheMachine的定性性質以及整個系統(tǒng)的運動狀態(tài)．1954年，錢學森出版了第一部系統(tǒng)地關于工程系統(tǒng)控制的著作：EngineeringCybernetics1980程控制論》中文修訂版。⒀：2060，R.E.Kalman,理論以及代數(shù)結構等方面的貢獻，成為現(xiàn)代控制理論的主要奠基人之一。L.SPontryagin,創(chuàng)立了Pontryagin極大值原理；R.Bellman，創(chuàng)立了Bellman動態(tài)規(guī)劃。他們的工作為最優(yōu)控制奠定了基礎。2070-80K.J.Astrom理論與方法方面的工作；G.Zames,非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析、魯棒控制等；L.Zadeh,早期從事系統(tǒng)與控制理論的研究，60模糊控制；G.Devol和J.Engeberger,1959年創(chuàng)立了首家機器人公司（UnimationInc.)，推出了首臺工業(yè)機器人PUMA自動控制原理的發(fā)展論為基礎的自動調節(jié)原理反饋輸入信號比較產生偏差信號過程稱為反饋：負反饋(negativefeedback)：輸入信號-反饋信號（或輸出信號）使得系統(tǒng)的輸出偏差減小。正反饋（positivefeedback)：輸入信號+反饋信號反饋控制(feedbackcontrol)、閉環(huán)控制(closed-loop。函數(shù)為基礎的經典控制理論，它主要研究單輸入-單輸出，線形定常數(shù)系統(tǒng)的分析和設計問題。自動控制理論是自動控制科學的核心。20世紀初開始形成并5060年代2060年代初期，隨著-自動駕從世界誕生第一臺計算機開始，我們這個時代就將走進一個自動化的的時代，其實隨著人類的出現(xiàn)“自動”這個代名詞就與我們接下了不解之緣，我們大家都知道遠古時期古人就發(fā)明的水車通過水流使水車轉動從而將水排入水田中從而節(jié)約的不少人力物力使生產效率大大提高還有古代戰(zhàn)亂時期人們發(fā)明的弩車吊橋等等都或多或少的運用了自動控制原理在現(xiàn)在意義上的自動控制真正源于瓦特發(fā)明蒸汽機開始。他改進的蒸汽機由鍋爐與汽缸、活塞+連桿機構、配汽機構等構成，燃料加熱鍋爐（燃料在汽缸外燃燒，叫“外燃機，將水燒開，產生蒸汽，蒸汽通過配汽機構進入汽缸，推動活塞做往復運，這無不是自動控制原理最經典案例隨著計算機的出現(xiàn)與發(fā)展自動控制原理已與計算機緊緊相依，自動控制系統(tǒng)已被廣泛應用于人類社會的各個領域。 在現(xiàn)代自動控制已經無所不在了，幾乎所有領域都已經涵蓋了這一技術：在工業(yè)方面，對于冶金、化工、機械制造等生產過程中遇到的各種物都有相應的控制系統(tǒng)。在此基礎上通過采用數(shù)字計算機還建立起了控制性能更好和自動化程度更高的數(shù)字控制系統(tǒng)，以及具有控制與管理雙重功能的自動控制系統(tǒng)。在農業(yè)方面的應用包括水位自動控制系統(tǒng)、農業(yè)機械的自動操作系統(tǒng)等。在軍事技術方面，自動控制的應用實例有各種類型的伺服系統(tǒng)、火力控制系統(tǒng)、制導與控制系統(tǒng)等。在航天、航空和航海方面，除了各種形式的控制系統(tǒng)外，應用的領域還包括導航系統(tǒng)、遙控系統(tǒng)和各種仿真器。此外，在辦公室自動化、圖書管理、交通管理乃至日常家務方面，自動控制技術也都有著實際的應用。隨著控制理論和控制技術的發(fā)展，自動控制系統(tǒng)的應用領域還在不斷擴大，幾乎涉及生物、醫(yī)學、生態(tài)、經濟、社會等所有領域。就比如說我們身邊的案例，就養(yǎng)豬業(yè)而言，現(xiàn)代養(yǎng)豬業(yè)已基本運用了自動控制技術，比如說自動飲水器、機械送料裝置、刮糞機、金屬圍欄等等，隨著我國改革開放的不斷深入，1980年廣東率先在中外合資的深圳光明農場引進美國88人，它的全封閉全空調的豬舍。生產線的配種、懷孕、分娩和保育豬舍都是采用全封閉全空調，豬舍主體采用耐腐蝕的鋁合金材料，四周有良好的隔熱保溫結降溫換氣裝置和自動卷簾裝置等。適合各種豬群生育的各種全金屬圍欄(包括漏縫地板)體限位欄、公豬欄、分娩欄都是用鋁合金材料制作，不易腐蝕，可靠耐用。50％左右，所以自動送料系統(tǒng)不僅可以讓豬只隨時可以吃到新鮮飼料，減少飼料的浪費和污染，對提高勞動生產率也是至關重要的。自動沖洗和高壓清洗裝置。大部分圍欄內都采用半漏縫或全漏縫地板結(a)，效率高，并節(jié)約用水自動控制原理的內容、電機與拖動、電路理論、信號與系統(tǒng)、復變函數(shù)、拉普拉斯變換、模擬電子技術、線性代數(shù)、微積分（程。在當代，自動控制原理已經發(fā)展為理論嚴密、系統(tǒng)完整、邏輯性很強的一統(tǒng)控制、智能控制。它主要研究的內容是因果系統(tǒng)、工程系統(tǒng)。其一般概念是（系統(tǒng)的分類：按控制原理的不同，自動控制系統(tǒng)分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)：在開環(huán)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)輸出只受輸入的控制，控制精度和抑制干擾的特性都比較差。開環(huán)控制系統(tǒng)中，基于按時序進行邏輯控制的稱為順序控制系統(tǒng)；由順序控制裝置、檢測元件、執(zhí)行機構和被控工業(yè)對象所組成。主要應用于機械、化工、物料裝卸運輸?shù)冗^程的控制以及機械手和生產自動線。閉環(huán)控制系統(tǒng)：閉環(huán)控制系統(tǒng)是建立在反饋原理基礎之上的，利用輸出量同期望值的偏差對系統(tǒng)進行控制，可獲得比較好的控制性能。閉環(huán)控制系統(tǒng)又稱反饋控制系統(tǒng)。按給定信號分類，自動控制系統(tǒng)可分為恒值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)和程近給定希望值的系統(tǒng)。如生產過程中的溫度、壓力、流量、液位高度、電動機轉速等自動控制系統(tǒng)屬于恒值系統(tǒng)。隨動控制系統(tǒng):給定值按未知時間函數(shù)變化，要求輸出跟隨給定值的變化。如跟隨衛(wèi)星的雷達天線系統(tǒng)。程序控制系統(tǒng):給定值按一定時間函數(shù)變化。如程控機床。按元件類型：機械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、機電系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、生物系統(tǒng)等。按系統(tǒng)功能：溫度、壓力、位置按系統(tǒng)性能：線性與非線性、連續(xù)與離散、定常與時變按參考量變化規(guī)律：恒值、隨動、程序控制對該系統(tǒng)的本要求是穩(wěn)定性（穩(wěn)快速性（快、準確性（準“穩(wěn)”與“快” 是說明系統(tǒng)動態(tài)（過渡過程）品質系統(tǒng)的過渡過程產生的原因系統(tǒng)中儲能元件的能量不可能突變“準是說明系統(tǒng)的穩(wěn)（靜態(tài)品質穩(wěn)定性 是保證控