自动化导论论(最终).doc

自动化导论论文 自动化认知 装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。 自动化技术形成时期是在18世纪末～20世纪30年代。1788年英国机械师J.瓦特发明离心式调速器，并把它与蒸汽机的阀门连接起来，构成蒸汽机转速的闭环自动控制系统。这项发明开创了近代自动调节装置应用的新纪元，对第一次工业革命及后来控制理论的发展有重要影响。 20世纪40～50年代形成的经典控制理论对发展局部自动化起了重要的促进作用。在问题的过程中形成了经典控制理论，设计出各种精密的自动调节装置，开创了系统和控制这一新的科学领域。 20世纪40年代中发明的电子数字计算机开创了数字程序控制的新纪元，虽然当时还局限于自动计算方面，但ENIAC和EDVAC的制造成功，开创了电子数字程序控制的新纪元。 20世纪50年代末起至今是综合自动化时期，诞生了现代控制理论。现代控制理论的形成和发展为综合自动化奠定了理论基础。同时微电子技术有了新的突破。 20世纪以来，控制科学与技术为解决人类面临的许多挑战性问题提供了一种科学的思想理论方法，为许多产业领域实现自动化提供了先进的生产技术和先进的控制仪器及装备等。特别是以数字计算机和各类微处理器为基本工具的现代控制技术正成为许多新领域的自动化革命基石。控制与自动化技术在解决21世纪的社会复杂问题上及跨学科间问题方面同样具有不可替代的作用，更是带动社会新型工业化乃至信息化的关键技术之一。 刚入门时，老师简要介绍了控制的基本内涵和控制学科的基础概念，并通过介绍控制理论和自动化技术的发展的简史使我们对自动化的应用有所了解。我们学习了一些术语和概念，了解到“控制”离不开“系统”和“信息”，没有具体系统的控制是不存在的，没有信息的系统是一具空壳。系统是由若干要素以一定的结构的形式联结而成的，具有某种功能的有机整体。当然系统的定义也不是唯一的，还有其它的许多定义。但是系统有其共性，一般系统都会有一定的输入，可以是某种物质、能量或信息，经过系统的变换后产生一定的输出。在给定输入的情况下为了尽可能得到好的输出，就需要我们去设计的系统功能符合人们的要求。系统又是多种多样的，大小不同，功能各异，一个系统里往往还有其它的子系统构成。 系统的工作离不开信息，因此对信息的了解是必要的。信息是人们在与客观世界相互作用过程中与客观世界相互交换的总称，包含了信号和符号，可以用来消除对客观事物的不确定性。控制就是通过对信息的采集和加工而施加到系统，通过以此来达到控制系统的特定目的。 在控制的基础之上还有自动控制，是在不人为干涉的条件下，通过系统自身内部的相互作用自我调节来达到目的。与之相对应的就是自动控制系统，包含了检测比较装置，检测器，执行机构和被控量四个部分。检测比较装置在获得被控量的实际输出时，计算与所要求达到的目标差值，控制器则决定该怎么做，下达命令后由执行机构执行。 自动控制技术的发展有其必然性，有利于将人类从复杂、危险、繁琐的工作中释放出来。那么自动控制系统是基于什么原理建立起来的呢？毫无疑问是反馈原理。反馈英文名为feedback,分为正反馈和负反馈，负反馈的信息作用与控制信息的作用工作方向相反，有益于系统的稳定性，但是可能会使输出滞后，然而正反馈正好相反，它使控制作用增强，使得被控对象活动发挥最大效应，但容易使系统不稳定甚至崩溃，因此人们在设计系统时往往采用负反馈。反馈与调节是相近的，但又有不同，调节是通过系统的反馈信息自动校正系统的误差，使一些参数在一定的精度范围内按照要求的规律变化的过程，因此调节必须以反馈为基础。 自动控制与自动化又有着区别，自动化是指机器设备在无人干扰的情况下，按照指定的程序或指令进行操作和运行以达到预定效果，它主要研究的是人造系统的控制及实现问题，强调技术实现；而自动控制是指工程系统的控制，强调的是科学方法。 自动化的概念是一个动态发展过程，其也在不断完善。今天，自动化已远远突破了传统的概念，具有更加宽广和深刻的内涵。自动化的广义内涵至少包括以下几点：在形式方面，制造自动化有三个方面的含义：代替人的体力劳动，代替或辅助人的脑力劳动，制造系统中人机及整个系统的协调、管理、控制和优化。在功能方面，自动化代替人的体力劳动或脑力劳动仅仅是自动化功能目标体系的一部分。自动化的功能目标是多方面的，已形成一个有机体系。在范围方面，制造自动化不仅涉及到具体生产制造过程，而是