自動(dòng)化概論總復(fù)習(xí)

自動(dòng)化概論總復(fù)習(xí)

一專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和人才素質(zhì)需求自動(dòng)化和自動(dòng)化類專業(yè)自動(dòng)化(Automation)的概念：所謂自動(dòng)化，是指機(jī)器或裝置在無人干預(yù)的情況下按規(guī)定的程序或指令自動(dòng)進(jìn)行操作或運(yùn)行。廣義地講，自動(dòng)化還包括模擬或再現(xiàn)人的職能活動(dòng)。自動(dòng)化是一個(gè)或社會(huì)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。自動(dòng)化的作用：提高社會(huì)生產(chǎn)率和工作效率；節(jié)約能源和原材料消耗；保證產(chǎn)品質(zhì)量；改善勞動(dòng)條件，減輕體力、腦力勞動(dòng)；改進(jìn)生產(chǎn)工藝和管理體制。自動(dòng)控制(AutomaticControl)的概念：自動(dòng)控制是關(guān)于受控系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)和運(yùn)行的理論和技術(shù)。自動(dòng)化和自動(dòng)控制的之間的相互聯(lián)系：一般地說，自動(dòng)化主要研究的是人造系統(tǒng)的控制問題，自動(dòng)控制則除了上述研究外，還研究社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生物、環(huán)境等非人造系統(tǒng)的控制問題?？刂普?Cybernetics)的定義：1948年N.維納提出了控制論，將控制論定義為“研究動(dòng)物和機(jī)器中控制和通信的科學(xué)”?？刂瓶茖W(xué)與工程的核心問題：信息，包括信息提取、信息傳播、信息處理、信息存儲(chǔ)和信息利用等?？刂瓶茖W(xué)與工程(ControlScienceandTechnology)與其他一般信息學(xué)科的不同：控制科學(xué)與工程是在理論上用較抽象的方式來研究一切控制系統(tǒng)的信息傳輸和信息處理的特點(diǎn)和規(guī)律，研究不同的控制規(guī)律達(dá)到不同的控制目的。作為我國一級(jí)學(xué)科的控制科學(xué)與工程，下設(shè)有控制理論與控制工程、檢測技術(shù)與自動(dòng)化裝置、系統(tǒng)工程、模式識(shí)別與智能系統(tǒng)和飛行器導(dǎo)航、制導(dǎo)與控制等二級(jí)學(xué)科?？刂瓶茖W(xué)與工程L級(jí)學(xué)科｝控劃理論口控制工程(二級(jí)學(xué)科〕系址工程(二級(jí)字科)控劃理論口控制工程(二級(jí)學(xué)科〕系址工程(二級(jí)字科)饌式期與智能累塩(二級(jí)學(xué)科｝檢剽技術(shù)與自動(dòng)化甦置(二級(jí)學(xué)期飛忙器導(dǎo)航、制導(dǎo)與控剖

(二級(jí)學(xué)科)自動(dòng)化類專業(yè)是一個(gè)口徑寬、適應(yīng)面廣的專業(yè)，具有明顯的跨學(xué)科特點(diǎn)。對(duì)實(shí)現(xiàn)我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化、對(duì)迅速提升我國綜合國力具有重要和積極的作用。我國高等院校自動(dòng)化類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)我國高等院校自動(dòng)化類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)：培養(yǎng)適合社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)需要，德智體全面發(fā)展，在控制理論、控制系統(tǒng)、生產(chǎn)過程自動(dòng)化、人工智能與機(jī)器人控制等領(lǐng)域具有寬廣理論基礎(chǔ)和相關(guān)專門知識(shí)，具有創(chuàng)新和開拓精神的高級(jí)工程技師人才。將培養(yǎng)目標(biāo)具體化、時(shí)代化：培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展，掌握科學(xué)思維方法并具有實(shí)際動(dòng)手能力的控制科學(xué)與工、在自動(dòng)控制理論、控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、工業(yè)控制、人工智能、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、信號(hào)處理、系統(tǒng)建模與仿真以與檢測技術(shù)等方面，掌握?qǐng)?jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)；具備在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、能源、國防各部門和行業(yè)從事信息與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析、集成、管理、維護(hù)與開發(fā)的能力；具有創(chuàng)新和開拓精神以與從事科學(xué)研究的基本素質(zhì)。畢業(yè)生能在國民經(jīng)濟(jì)與國防部門和行業(yè)從事信息與控制系統(tǒng)的研究、設(shè)計(jì)、集成、開發(fā)、制造和應(yīng)用等工作。一些術(shù)語科學(xué)(Science)：科學(xué)是指對(duì)各種事實(shí)和現(xiàn)象進(jìn)行觀察、分類、歸納、演繹、分析、推理、計(jì)算和實(shí)驗(yàn)，從而發(fā)現(xiàn)規(guī)律，并對(duì)各種定量規(guī)律予以驗(yàn)證和公式化的知識(shí)體系。科學(xué)的任務(wù)：揭示事物發(fā)展的客觀規(guī)律，探求真理，作為人們改造世界的指南。在科學(xué)屬性上，本學(xué)科屬于技術(shù)科學(xué)。科學(xué)家(Scientist)：專門從事科學(xué)研究的專家稱為科學(xué)家。技術(shù)(Technology)：技術(shù)是指人類根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和自然科學(xué)原理改變或控制其環(huán)境的手段和活動(dòng)，是人類活動(dòng)的一個(gè)專門領(lǐng)域。技術(shù)的任務(wù)：利用和改造自然，以其生產(chǎn)的產(chǎn)品為人類服務(wù)。在技術(shù)屬性上，本學(xué)科屬于工程技術(shù)。技術(shù)家(Technologist):專門從事技術(shù)工作的專家稱為技術(shù)家。工程(Engineering)：工程是指應(yīng)用科學(xué)知識(shí)使自然資源最好地為人類服務(wù)的專門技術(shù)。工程師(Engineer):專門從事工程活動(dòng)的專家稱為工程師。工程師(包括其他技術(shù)家)和科學(xué)家的職責(zé)不同：科學(xué)家的任務(wù)是如何認(rèn)識(shí)，因而他可以選擇自己感興趣的研究課題；工程師的任務(wù)是如何實(shí)現(xiàn)，所以他必須解決面臨的實(shí)際問題。系統(tǒng)(System):系統(tǒng)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(jī)整體。信息(Information):信息是指符號(hào)、信號(hào)或消息所包含的內(nèi)容，用來消除對(duì)客觀事物認(rèn)識(shí)的不確定性?？刂?Control):控制是指為了改善系統(tǒng)的性能或達(dá)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。控制部分一般由傳感器(Sensor)、控制器(Controller)和執(zhí)行器(Actuator)組成。傳感器用來采集信息，并把它變換到合適的形式，傳送到控制器。控制器用來加工信息、產(chǎn)生控制信號(hào)，這是控制系統(tǒng)的核心。執(zhí)行器則將控制器產(chǎn)生的控制信號(hào)進(jìn)行放大和變換，以此產(chǎn)生控制作用，最終施加到被控對(duì)象上?？刂扑惴?Algorithm):通常把進(jìn)入可控系統(tǒng)的信息加工成控制信息的規(guī)則，稱為控制算法。反饋(Feedback):反饋是指將系統(tǒng)的實(shí)際輸出和期望輸出進(jìn)行比較，形成誤差，從而為確定下一步的控制行為提供依據(jù)。反饋的過程是信息傳遞的過程。反饋控制又稱為閉環(huán)控制，與此完全不同的控制方式是開環(huán)控制，或稱程序控制，它按事先規(guī)定的順序或邏輯控制系統(tǒng)。調(diào)節(jié)(Regulation):調(diào)節(jié)是指通過系統(tǒng)的反饋信息自動(dòng)校正系統(tǒng)的誤差，使諸如溫度、速度、壓力或位置等參量保持恒定或在給定X圍之內(nèi)的過程。管理(Management)：管理是指為了充分利用各種資源來達(dá)到一定的目標(biāo)而對(duì)社會(huì)或其組成部分施加的一種控制。決策(DecisionMaking):決策是指為最優(yōu)地達(dá)到目標(biāo)，對(duì)若干準(zhǔn)備行動(dòng)的方案進(jìn)行選擇。當(dāng)前自動(dòng)化類專業(yè)對(duì)所培養(yǎng)人才的素質(zhì)要求人的素質(zhì)的概念：人在先天生理基礎(chǔ)上手后天環(huán)境、教育影響，通過個(gè)體自身的認(rèn)識(shí)和社會(huì)實(shí)踐，養(yǎng)成的比較穩(wěn)定的身心發(fā)展的基本品質(zhì)。自動(dòng)化專業(yè)人才的素質(zhì)要求：認(rèn)知和技能方面掌握數(shù)理等基礎(chǔ)理論的原理和方法；了解機(jī)械、力學(xué)、電器、化工等相關(guān)學(xué)科的一般原理和方法；掌握計(jì)算機(jī)、通信、電子等關(guān)聯(lián)學(xué)科的基本原理、方法以與相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備的使用技能；掌握控制系統(tǒng)分析和綜合(設(shè)計(jì))等專業(yè)知識(shí)和方法；掌握系統(tǒng)仿真、科學(xué)計(jì)算、軟硬件開發(fā)等科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)；具有哲學(xué)、方法論、經(jīng)濟(jì)學(xué)、歷史、法律、倫理、社會(huì)學(xué)、文學(xué)、藝術(shù)等人文社會(huì)科學(xué)方面以與軍事方面的基本知識(shí)；具有良好的資料收集、文獻(xiàn)檢索以與口頭表達(dá)和書面寫作等技巧和能力，并形成很強(qiáng)的自主學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)終身學(xué)習(xí)的觀念；具有辯證的、邏輯的、形象的和創(chuàng)造的可學(xué)思維方式和對(duì)事物進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、綜合、歸納的技能，并形成較強(qiáng)的發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力；具有一定的適應(yīng)、協(xié)調(diào)、合作、組織和管理能力。思想和情感方面政治品質(zhì)熱愛祖國、關(guān)心集體、尊敬師長、愛護(hù)同志和家人，關(guān)心國家大事、時(shí)事政治，有較強(qiáng)的法治、法規(guī)觀念；思想品質(zhì)樹立了積極向上的人生觀、正確的價(jià)值觀和辯證唯物主義世界觀，對(duì)我國自動(dòng)化事業(yè)有情感、有信念、有責(zé)任心；道德品質(zhì)有良好的品德修養(yǎng)和文明的行為準(zhǔn)則，具有敬業(yè)精神和職業(yè)道德。意識(shí)和意志方面實(shí)踐意識(shí)堅(jiān)持一切從實(shí)際出發(fā)，不迷信書本、不迷信權(quán)威。質(zhì)量意識(shí)認(rèn)認(rèn)真真做好每一件事，在研制和開發(fā)的每一個(gè)環(huán)節(jié)都堅(jiān)持質(zhì)量至上的思想。協(xié)作意識(shí)現(xiàn)代科學(xué)研究和現(xiàn)代工程已經(jīng)很少是一個(gè)人可以獨(dú)立完成的了，所以要能與同事協(xié)同工作、協(xié)調(diào)配合。不會(huì)和他人協(xié)作的工程師，一定不會(huì)是一個(gè)合格的人才。創(chuàng)新與競爭意識(shí)現(xiàn)代社會(huì)是充滿挑戰(zhàn)和競爭的社會(huì)，只有那些不斷追求新意境、新見解、敢于競爭的人才能把握機(jī)遇、走向成功。那些墨守成規(guī)、固步自封的人只會(huì)在抱怨聲中錯(cuò)失良機(jī)。

堅(jiān)毅意志人生路漫漫，每個(gè)人在生活、學(xué)習(xí)和工作中都可能遇到這樣或那樣的困難和挫折，要敢于面對(duì)困難、善于克服困難。只有擁有堅(jiān)強(qiáng)的意志和頑強(qiáng)的精神，才可能克服眼前的困難，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的目標(biāo)。4）其他方面學(xué)風(fēng)上勤奮、嚴(yán)謹(jǐn)、XX、進(jìn)??；作風(fēng)上謙虛、謹(jǐn)慎、樸實(shí)、守信；具有健康的心理、務(wù)實(shí)的心態(tài)；具有健全的體質(zhì)、良好的體能；擁有旺盛的精力、敏捷的思路。二自動(dòng)化的概念和發(fā)展簡史2.1控制和自動(dòng)化的概念自動(dòng)化的概念：自動(dòng)化表示機(jī)器或設(shè)備在無人干預(yù)的情況下，按規(guī)定的程序或指令自動(dòng)進(jìn)行操作或控制以達(dá)到預(yù)定的要求?；靖拍钆e例1）智能電子裝置：溫水溫水2）防空導(dǎo)彈制導(dǎo)系統(tǒng):自動(dòng)化的研究內(nèi)容有自動(dòng)控制和信號(hào)處理兩個(gè)方面，包括理論、方法、應(yīng)用硬件和軟件等。從應(yīng)用觀點(diǎn)來看，研究內(nèi)容有過程自動(dòng)化、機(jī)械制造自動(dòng)化、武器與軍事自動(dòng)化、辦公室自動(dòng)化和家庭自動(dòng)化等。我國古代自動(dòng)裝置指南車：指南車是中國古代用來指示方向的一種具有能自動(dòng)離合齒輪系裝置的車輛。銅壺滴漏：漏壺，中國古代的自動(dòng)計(jì)時(shí)（測量時(shí)間）裝置，又稱刻漏或漏刻。飲酒速度的自動(dòng)調(diào)節(jié)計(jì)里鼓車漏水轉(zhuǎn)渾天儀候風(fēng)地動(dòng)儀水運(yùn)儀象臺(tái)控制和自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展簡史控制和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)歷史時(shí)期。1） 自動(dòng)裝置的出現(xiàn)和應(yīng)用（18世紀(jì)以前）古代自動(dòng)裝置近代自動(dòng)裝置法國物理學(xué)家B.帕斯卡在公元1642年發(fā)明的加法器；荷蘭機(jī)械師C.惠更斯于公元1657年發(fā)明鐘表；英國機(jī)械師E.李在公元1745年發(fā)明帶有風(fēng)向控制的風(fēng)磨；俄國機(jī)械師波爾祖諾夫于公元1765年發(fā)明為蒸汽鍋爐水位保持恒定用的浮子式閥門水位調(diào)節(jié)器。2） 自動(dòng)化技術(shù)形成時(shí)期（18世紀(jì)末至20世紀(jì)30年代）自動(dòng)調(diào)節(jié)的廣泛應(yīng)用公元1868年法國工程師J.法爾科發(fā)明反饋調(diào)節(jié)器，稱之為伺服機(jī)構(gòu)。自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題a．自動(dòng)調(diào)節(jié)器和被控對(duì)象組成自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)公元1877年英國數(shù)學(xué)家E.勞思、1895年德國數(shù)學(xué)家A.胡爾維茨提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)，沿用到現(xiàn)在。反饋控制和頻率法1927年美國電氣工程師H.布萊克引入反饋概念反饋調(diào)節(jié)（控制）系統(tǒng)定判據(jù)），可以根據(jù)開環(huán)傳遞函數(shù)繪制或測量出的頻率響應(yīng)判定反饋系統(tǒng)的穩(wěn)定性。1938年，前蘇聯(lián)電氣工程師A.米哈伊洛夫提出根據(jù)閉環(huán)（反饋）系統(tǒng)頻率特性判定反饋系統(tǒng)穩(wěn)定性的判據(jù)。穩(wěn)定判據(jù)加上1922年N.米諾爾斯基〈關(guān)于船舶自動(dòng)操舵的穩(wěn)定性》和1934年美國H.黑曾發(fā)表的《關(guān)于伺服機(jī)構(gòu)理論》的論文標(biāo)志著經(jīng)典控制理論的誕生。3） 局部自動(dòng)化時(shí)期（20世紀(jì)40~50年代）經(jīng)典控制理論的形成和發(fā)展代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)和傳遞函數(shù)、頻率法判據(jù)的基礎(chǔ)上加上W.埃文斯1948年的根軌跡法，奠定了適宜用于單變量控制問題的經(jīng)典控制理論的基礎(chǔ)。 -反饋控制系統(tǒng)通稱為自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，后稱為自動(dòng)控制系統(tǒng)。經(jīng)典控制理論的奠基人：美國數(shù)學(xué)家N.維納于1948年出版了《控制論》中國自動(dòng)控制的學(xué)術(shù)泰斗：錢學(xué)森出版了《工程控制論》。局部自動(dòng)化的廣泛應(yīng)用模擬計(jì)算機(jī)氣動(dòng)單元組合儀表智能化的儀表和控制器電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的發(fā)明1943?1946年，美國電氣工程師J.埃克脫和物理學(xué)家J.莫奇利為美國陸軍研制成世界上第一臺(tái)基于電子管的電子數(shù)字計(jì)算機(jī)——電子數(shù)字積分和自動(dòng)計(jì)數(shù)器（ENIAC）。1950年美國賓夕法尼亞大學(xué)莫爾小組研制成世界上第二臺(tái)存儲(chǔ)程序式電子數(shù)字計(jì)算機(jī)一一離散變量電子自動(dòng)計(jì)算機(jī)（EDVAC）。電子數(shù)字計(jì)算機(jī)內(nèi)部元件和結(jié)構(gòu)，經(jīng)歷了電子管、晶體管、集成電路和大規(guī)模集成電路的四個(gè)發(fā)展階段。4） 綜合自動(dòng)化時(shí)期（20世紀(jì)50年代末起至今）現(xiàn)代控制理論的形成和發(fā)展公元1956年，前蘇聯(lián)數(shù)學(xué)家JI.龐特里亞金提出極大值原理。同年美國數(shù)學(xué)家R?貝爾曼出阿創(chuàng)立動(dòng)態(tài)規(guī)劃。1960年美國數(shù)學(xué)家R.卡爾曼提出能控性和能觀性兩個(gè)概念，還引入狀態(tài)空間法。以上新概念和新方法標(biāo)志著現(xiàn)代控制理論的誕生。20世界60?70年代，英國學(xué)者H.羅森羅布克將頻率法推廣到分析和設(shè)計(jì)多變量系統(tǒng)，稱為現(xiàn)代頻率法?，F(xiàn)代控制理論的分支：a.系統(tǒng)辨識(shí)、建模與仿真自適應(yīng)控制和自校正控制器遙測、遙控和遙感綜合自動(dòng)化大系統(tǒng)理論的誕生模式識(shí)別和人工智能智能控制控制理論的發(fā)展：1） 成熟于20世紀(jì)40年代的經(jīng)典控制理論時(shí)不變、定常系統(tǒng)SISO（單輸入單輸出）2） 成熟于20世紀(jì)60年代的現(xiàn)代控制理論時(shí)不變系統(tǒng)MIMO侈輸入多輸出）中國的自動(dòng)化教育、科研機(jī)構(gòu)和學(xué)術(shù)團(tuán)體1．中國自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)工作者組成全國性的學(xué)術(shù)團(tuán)體——中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)。各國自動(dòng)控制學(xué)術(shù)團(tuán)體聯(lián)合組成國際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)（IFAC）。國際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì)出版高水平的英文學(xué)術(shù)期刊《Automatics》（自動(dòng)學(xué)）、《ControlEngineeringPractice》（控制工程實(shí)踐）。三自動(dòng)控制系統(tǒng)的類型和組成恒值自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)給定環(huán)節(jié)是恒值。恒指自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能就是，要克服各種對(duì)被調(diào)節(jié)量的擾動(dòng)而保持被調(diào)節(jié)量為恒值。程序自動(dòng)控制系統(tǒng)程序控制系統(tǒng)：當(dāng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的給定信號(hào)是已知的時(shí)間函數(shù)時(shí)，稱這類系統(tǒng)為程序控制系統(tǒng)。程序自動(dòng)控制系統(tǒng)的功能，就是要按照預(yù)定的程序來控制被控制量。即自動(dòng)控制系統(tǒng)給定環(huán)節(jié)給出的給定作用為一個(gè)預(yù)定的程序。隨動(dòng)系統(tǒng)（伺服系統(tǒng)）隨動(dòng)系統(tǒng)：在反饋控制系統(tǒng)中，若給定環(huán)節(jié)該處的輸入信號(hào)是預(yù)先未知的隨時(shí)間變化的函數(shù)，這種自動(dòng)控制系統(tǒng)稱為隨動(dòng)系統(tǒng)。隨動(dòng)系統(tǒng)的功能就是，按照預(yù)先未知的規(guī)律來控制被控制量。即自動(dòng)控制系統(tǒng)給定環(huán)節(jié)給出的給定作用為一個(gè)預(yù)先未知的隨時(shí)間變化的函數(shù)。連續(xù)控制系統(tǒng)：在控制過程中系統(tǒng)的所有的結(jié)構(gòu)始終沒有變化，因此系統(tǒng)中各元件（環(huán)節(jié)）輸出端的信號(hào)是作用和時(shí)間的連續(xù)函數(shù)，這類系統(tǒng)稱為連續(xù)控制系統(tǒng)，其中的信號(hào)稱為連續(xù)信號(hào)，或模擬信號(hào)。自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成自動(dòng)控制系統(tǒng)由下列幾部分組成：（1）給定環(huán)節(jié)產(chǎn)生給定的輸入信號(hào)

2） 反饋環(huán)節(jié)對(duì)系統(tǒng)輸出（被控制量）進(jìn)行測量，將它轉(zhuǎn)換成反饋信號(hào)3） 比較環(huán)節(jié)將給定的輸入信號(hào)和反饋信號(hào)加以比較，產(chǎn)生誤差信號(hào)4） 控制器（調(diào)節(jié)器）根據(jù)誤差信號(hào)，按一定能規(guī)律，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，控制器是自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制的核心部分5） 執(zhí)行環(huán)節(jié)（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）將控制信號(hào)進(jìn)行功率放大，并能使被控對(duì)象的被控量自動(dòng)化儀表傳感器：實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)的檢測并將被測的物理量變換為另一個(gè)物理量（通常是電量）。變送器：與傳感器配套，使輸出成為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)?？刂破鳎ㄕ{(diào)節(jié)器）：接受來自被控對(duì)象的測量值和給定值或它們的誤差，并根據(jù)一定的控制（調(diào)節(jié)）規(guī)律產(chǎn)生輸出信號(hào)以推動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)（執(zhí)行器）?？刂破髌鹆私o定環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)和控制器三者的作用。放大器：用以增加信號(hào)的幅度或（和）功率。執(zhí)行結(jié)構(gòu)：接收控制器來的信息并對(duì)被控對(duì)象施加控制作用?？刂破骺刂坪陀?jì)算機(jī)控制2）以計(jì)算機(jī)程序來實(shí)現(xiàn)PID控制規(guī)律或更復(fù)雜的控制規(guī)律。離散控制系統(tǒng)或采樣控制系統(tǒng)：將連續(xù)偏差信號(hào)通過一個(gè)采樣開關(guān)而形成的，相當(dāng)于誤差信號(hào)的傳輸結(jié)構(gòu)有了周期性的連通和中斷。3.8線性和非線性控制系統(tǒng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的分類：1） 按照它們的功能或給定環(huán)節(jié)給定作用（輸入作用）的性質(zhì)或按照系統(tǒng)XX號(hào)的性質(zhì)來進(jìn)行：恒值自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)程序自動(dòng)控制系統(tǒng)隨動(dòng)系統(tǒng)（伺服機(jī)構(gòu)）2） 按照自動(dòng)控制系統(tǒng)的固有內(nèi)在性質(zhì)來進(jìn)行線性控制系統(tǒng)非線性控制系統(tǒng)四基本的控制方法自動(dòng)控制系統(tǒng)的行為描述研究自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制的品質(zhì)等重要問題。用微分方程、拉普拉斯變換等高等數(shù)學(xué)的工具，來描述每一個(gè)環(huán)節(jié)或元件以與它們組成的自動(dòng)控制系統(tǒng)。反饋控制和擾動(dòng)補(bǔ)償可避免。而誤差的產(chǎn)生是用來力圖消滅誤差。有時(shí)這會(huì)導(dǎo)致在調(diào)解過程中出現(xiàn)較大的誤差甚至引起振蕩。擾動(dòng)補(bǔ)償：消除被控制對(duì)象由于外界擾動(dòng)引起誤差的方法，稱為擾動(dòng)補(bǔ)償。擾動(dòng)補(bǔ)償?shù)脑恚涸谟跀_動(dòng)進(jìn)入被控制對(duì)象的同時(shí)也進(jìn)入了對(duì)象的前部的控制器，兩個(gè)通道的作用是相反的（相互抵消的），結(jié)果可使得對(duì)象的輸出即被調(diào)節(jié)量——方向維持近似不變。擾動(dòng)補(bǔ)償形成了另一個(gè)回路，稱為前饋回路或前饋通道。復(fù)合控制系統(tǒng)：反饋控制加上前饋控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)。比例微分積分控制

比例控制：比例項(xiàng)的作用是放大誤差的幅值，實(shí)行反饋控制的基本要求微分控制：微分項(xiàng)能預(yù)測誤差變化的趨勢(shì)積分控制：消除穩(wěn)態(tài)誤差比例+微分的控制器能改善系統(tǒng)在調(diào)節(jié)過程中的動(dòng)態(tài)特性。比例+積分的控制器，可以使系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)時(shí)無穩(wěn)態(tài)誤差。PID控制器(調(diào)節(jié)器)：比例-微分-積分控制器，關(guān)系式如下：u=u=K(fi+Tddedi五控制與自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用X疇引言控制與自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展至今，可以說是已從“人類手腳的延伸”擴(kuò)展到“人類大腦的延伸”。控制與自動(dòng)化技術(shù)時(shí)時(shí)在為人類“謀”福利，可謂無所不在、無處沒用、控制與自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用X疇舉例：機(jī)械制造自動(dòng)化過程工業(yè)自動(dòng)化電力系統(tǒng)自動(dòng)化飛行器控制導(dǎo)彈控制系統(tǒng)導(dǎo)航系統(tǒng)制導(dǎo)系統(tǒng)姿態(tài)控制系統(tǒng)飛行控制電子綜合系統(tǒng)測試與發(fā)射控制系統(tǒng)智能建筑樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)通信自動(dòng)化系統(tǒng)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)綜合布線系統(tǒng)智能交通系統(tǒng)先進(jìn)的交通管理系統(tǒng)先進(jìn)的旅行者信息系統(tǒng)先進(jìn)的公共交通系統(tǒng)營運(yùn)車輛調(diào)度管理系統(tǒng)先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)應(yīng)急管理系統(tǒng)電子收費(fèi)系統(tǒng)生物控制體溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)心血管系統(tǒng)生物反饋治療仿生技術(shù)生態(tài)與環(huán)境控制社會(huì)經(jīng)濟(jì)控制10）大系統(tǒng)控制與系統(tǒng)工程①多級(jí)（遞階）控制②多層控制多段控制機(jī)械制造自動(dòng)化機(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)從20世紀(jì)50年代至今，經(jīng)歷了：1） 單機(jī)自動(dòng)化、剛性生產(chǎn)線2） 數(shù)控機(jī)床、加工中心3） 柔性生產(chǎn)線、柔性制造正向計(jì)算機(jī)集成制造（CIM）發(fā)展數(shù)控技術(shù)和數(shù)控系統(tǒng)1） 數(shù)控技術(shù)是一門以數(shù)字的形式實(shí)現(xiàn)控制的技術(shù)。2） 傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)的核心——數(shù)字控制裝置，是由各種邏輯元件、記憶元件組成的隨機(jī)邏輯電路，是采用固定接線的硬件結(jié)構(gòu)，它是由硬件來實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能的。這類數(shù)控系統(tǒng)稱之為硬件數(shù)控。3） 計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)是由程序、輸入輸出設(shè)備、計(jì)算機(jī)數(shù)字控制裝置、可編程序控制器（PC）、主軸驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置等組成。柔性制造系統(tǒng)（FMS）1） 柔性制造系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)直接數(shù)控（DNC）基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高度自動(dòng)化加工形式。2） 柔性制造系統(tǒng)由統(tǒng)一的控制系統(tǒng)和輸送系統(tǒng)連接起來的一組加工設(shè)備，包括數(shù)控機(jī)床、材料和工具自動(dòng)運(yùn)輸設(shè)備、產(chǎn)品零件自動(dòng)傳輸設(shè)備、自動(dòng)檢測和試驗(yàn)設(shè)備等，不僅能進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)，而且還能在一定X圍內(nèi)完成不同工件的加工任務(wù)。3） 柔性制導(dǎo)系統(tǒng)由加工系統(tǒng)（多臺(tái)制造設(shè)備）、物流系統(tǒng)（設(shè)備間自動(dòng)傳輸材料、工具和產(chǎn)品零件）、中央管理系統(tǒng)（執(zhí)行整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)計(jì)劃與作業(yè)調(diào)度、集中監(jiān)控以與加工程序管理等工作）組成。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）1） 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)是在自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過計(jì)算機(jī)與其軟件，將制造工廠全部生產(chǎn)活動(dòng)（設(shè)計(jì)、制造與經(jīng)營管理，包括市場調(diào)研、生產(chǎn)決策、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造以與銷售經(jīng)營等）與整個(gè)生產(chǎn)過程有關(guān)的物料流與信息流實(shí)現(xiàn)高度統(tǒng)一的綜合化管理，把各種分散的自動(dòng)化系統(tǒng)有機(jī)地集成起來，構(gòu)成一個(gè)優(yōu)化的完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，從而獲得更高的整體效益，縮短產(chǎn)品開發(fā)制造周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、提高企業(yè)的應(yīng)變能力和競爭能力。過程工業(yè)自動(dòng)化從控制的角度出發(fā)，人們可以把現(xiàn)代工業(yè)分成三類：連續(xù)型、混合型和離散型。在連續(xù)型工業(yè)中，主要對(duì)系統(tǒng)的溫度、壓力、流量、液位（料位）、成分和物性等六大參數(shù)進(jìn)行控制。在離散型工業(yè)中，主要對(duì)系統(tǒng)中的位移、速度、加速度等參數(shù)進(jìn)行控制。人們一般把過程工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制稱為過程控制，它是過程工業(yè)自動(dòng)化的核心內(nèi)容。過程控制自動(dòng)化的特點(diǎn)：1） 連續(xù)型工業(yè)生產(chǎn)過程的變化機(jī)理十分復(fù)雜，有的還非常不清楚。2） 過程工業(yè)往往處于十分苛刻的生產(chǎn)環(huán)境。3） 過程工業(yè)生產(chǎn)過程一般具有較大的慣性或滯后性，不像機(jī)器人、機(jī)床等控制對(duì)象那樣反應(yīng)迅速，屬于一種較難控制的對(duì)象。4） 過程工業(yè)的生產(chǎn)過程是連續(xù)的，因而強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)控制和管理的整體性，應(yīng)把各種裝置和生產(chǎn)車間連接在一起成為一個(gè)整體來考慮，實(shí)現(xiàn)了個(gè)別設(shè)備或裝置的優(yōu)化不一定是整體最優(yōu)的，應(yīng)謀求全廠的最優(yōu)化。基于計(jì)算機(jī)技術(shù)的過程控制系統(tǒng)1） 直接數(shù)字控制系統(tǒng)（DDC）2） 分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（DCS）3） 兩級(jí)優(yōu)化控制系統(tǒng)4） 現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)集成生產(chǎn)系統(tǒng)（CIPS）1） 計(jì)算機(jī)集成生產(chǎn)系統(tǒng)將計(jì)劃優(yōu)化、生產(chǎn)調(diào)度、經(jīng)營管理和決策引入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，使市場意識(shí)與優(yōu)化控股制相結(jié)合，管理與控制相結(jié)合，促使計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)更加完善，將產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)進(jìn)步。2） 計(jì)算機(jī)集成生產(chǎn)系統(tǒng)也稱為生產(chǎn)過程計(jì)算機(jī)集成控制系統(tǒng)。電力系統(tǒng)自動(dòng)化電力系統(tǒng)自動(dòng)化的基本目標(biāo)與任務(wù)就是保障電力系統(tǒng)安全、可靠與經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。供電質(zhì)量主要指電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量。頻率變化是電力系統(tǒng)內(nèi)電力盈虧的標(biāo)志。智能建筑智能建筑的定義：通過對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)和管理這四個(gè)基本要素以與它們之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)的最優(yōu)化組合，而獲得的一個(gè)投資合理且高效、舒適、安全、便利的環(huán)境。智能建筑的三大基本要素：樓宇自動(dòng)化（BA