自动控制原理课程介绍.ppt

主要内容 自动化专业概述 课程性质与定位 课程内容 课程目标 与其他课程的联系 课程要求 考核方式 参考书目 一、自动化专业概述 自动化与自动控制 自动控制技术的发展与人类文明进步 控制科学与工程学科 我国自动化专业的特点 1、自动化与自动控制 自动化（Automation）——机器或装置在无人干预情况下按指定程序或指令自动地进行操作或运行。广义上，自动化还包括模拟或再现人的智能活动。 自动控制（Automatic Control）——是关于受控系统的分析、设计和运行的理论和技术。 两者的区别：通常自动化主要应用于工业、农业、国防、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务以及家庭等人造系统的控制问题；而自动控制除了上述研究外，还研究社会、经济、生物、环境等非人造系统的控制问题。 由于自动化与自动控制具有明显的工程特点，一般将本学科称为控制科学与工程（Control Science and Engineering）。   1943年，W.S.MeCulloch和W.Pitts提出了神经元模型，称为MP模型。20世纪60年代，Kilmae和MeCulloch等将神经网络应用到阿波罗登月计划中。 1974年，英国的Mamdani首先把模糊集理论用于锅炉和蒸汽机的控制。 模糊控制、神经网络控制等智能控制理论直接研究控制器本身，采用定性和定量相结合、数学与直觉推理相结合的工程方法，系统获取的不仅仅是数学信息，也包括符合、文字等自语言，因此不要求对象的精确数学模型，进一步提高了对复杂难以建模对象的控制水平。 1986年1月28日，美国“挑战者”号航天飞机升空后爆炸。 2003年2月1日，美国“哥伦比亚”号航天飞机返回地球，但是在着陆前不幸发生意外，航天飞机解体坠毁。 (27) 2003年6月10日，勇气号火星探测器发射成功；同月25日，机遇号发射成功。2004年美国东部标准时间1月3日和24日分别登上火星。 (28) 神舟飞船（1999，2001，2002，2002，2003杨利伟，2005，2008，2012），嫦娥计划（2007，2010） 现代网络化系统：(a) 加利弗尼亚能源网， (b) NFSNET 因特网的中枢。 北美的UUNET网络中枢 旧金山湾地区的飞机出入路线 战场管理示意图，表示在不同的空间和地面之间的分布式指挥与控制 KUKA Industrial Robots (Germany ) being used at a bakery for food production and used for material handling in flat glass industrial. 未来车辆基本功能的主要组成部分 F-18 战斗机，批量生产的首先使用“线传操控 (fly-by-wire，FBW)” 技术的军用战斗机之一。 德国基尔霍瓦兹船厂制造的“U33”号潜艇，造价高达16亿欧元。原料采用高强度低磁不锈钢、56米长、水滴形流线型、必威体育精装版型的动力系统技术。德国海军的必威体育精装版骄傲，世界上最先进的潜艇。?? 现代传感器技术的例子：(左) 1024×1024 的 CCD (光电耦合器) 阵列(右) 传感器网络的节点(sensor web pod) 由 Computer Motion Inc. 开发的机器人外科手术系统ZEUSTM，能完成远程的创口最小的显微手术。 哺乳动物细胞的生长信号传输线路示意图 果蝇的飞行行为：A. 成年果蝇飞行的动画显示用于飞行的三个主要传感器：眼睛，触角，平衡器（检测旋转角度）。B. 有和没有内部目标时，飞过1 米圆域的飞行轨迹例子。C. 飞行系统的控制模型框图。 3、控制科学与工程学科（一级学科） 控制科学与工程的核心问题是信息，包括信息提取、信息传播、信息处理、信息存贮和信息利用。 我国自动化本科专业：自动化系、控制系、信息与控制工程系。 4、我国自动化专业的特点 多学科交叉特点——利于培养宽口径人才 突出的方法论特点——利于培养创新人才 系统、集成的特点——利于培养将才、帅才 胡锦涛，清华大学 水利工程系 河川枢纽电站专业 江泽民，上海交通大学 电机系 李 鹏，前苏联莫斯科动力学院 水力发电系 吴邦国，清华大学 无线电电子学系 电真空器件专业 朱镕基，清华大学 电机系 电机制造专业 贾庆林，河北工学院 电力系 电机电器设计与制造专业 曾庆红，北京工业学院 自动控制系 吴官正，清华大学 动力系 热工测量及自动控制专业 李长春, 哈尔滨工业大学 电机系 工业企业自动化专业 黄 菊，清华大学 电机系 电