在控制理论.ppt

自动化专业概论 东北大学 自动化研究所 高宪文 教授 学生关心的问题？ 什么是自动化？ 防 空 导 弹 制 导 自 动 化 的 作 用 自动化的研究内容 以信息化带动工业化以工业化促进信息化 中国共产党十六次代表大会报告 本 课 内 容 1 自动化专业培养目标和人才素质要求 1.1 自动化和自动化类专业 控制科学与工程 学科 1.2 高等院校自动化类专业的培养目标 培养适合社会主义现代化建设需要，德智体全面发展，在控制理论、控制系统、生产过程自动化、人工智能与机器人控制等领域具有宽广理论基础和相关专门知识，具有创新和开拓精神的高级工程技术人才。 毕业生能在国民经济及国防各部门和行业从事信息及控制系统的研究、设计、集成、开发、制造和应用等工作。 1.3 对自动化类专业人才的素质要求 （1）??认知和技能方面 思想和情感方面 （3） 意识和意志方面 （4） 其他方面 2 自动化概念和发展简史 2.2 我国古代自动装置 指 南 车 复 原 模 型 指南车 原理 铜壶滴漏 （3）饮酒速度自动调节， （4）计里鼓车 （6） 候风地动仪图 （7）水运仪象台 水运仪象台枢轮和天衡装置示意图 2.3 控制和自动化发展简史 2.3.1 自动装置的出现和应用（18世纪以前） 2.3.2 自动化技术形成时期（18世纪末至20世纪30年代） (1)自动调节的广泛应用 对象和调节器形成调节系统 反馈和自动调节系统的稳定性 (3) 反馈控制和频率法 2.3.3 局部自动化时期 (20世纪40-50年代) 自动防空火力控制系统 2.3.3.1 经典控制理论的形成和发展 2.3.3.2 局部自动化的广泛应用 智能化的仪表YS-80及所属的可编程序智能控制器SLPC 2.3.3.3 电子数字计算机的发明 图2.22 国产巨型“银河Ⅱ”电子数字计算机? 2.3.4 综合自动化时期（20世纪50年代末起至今） 现代控制理论的迅速发展 系统辩识、建模与仿真 (4) 综合自动化 无人组装车间 大系统理论的诞生 (7) 智能控制的诞生 智能和水下机器人 3 自动控制系统的类型和组成 3.1???? 恒值自动调节系统 3.2 程序自动控制系统 3.3 随动系统（伺服系统） 3.4???自动控制系统的组成 自动控制系统的各环节功能框图 3.5 自动化仪表 3.6 控制器控制和计算机控制 3.7 自动控制和远距离控制 远距离测量（遥测）系统 图3.9 远距离控制(遥控)系统框图 4 基本的控制方法 4.1 自动控制系统的行为描述 环节或元件的动特性 4.2 反馈控制和扰动补偿 图4.6 复合自动控制系统框图 4.3 比例微分积分控制 控制规律中引入微分、积分 有静差和无静差 4.4 最优控制 4.5 自适应控制 显象管玻璃炉液位自校正控制 4.6 智能控制 4.6.1 专家控制系统 4.6.2 模糊控制系统 4.6.3 神经控制系统 4.6.4 学习控制 4.7 非线性系统及其控制 非线性元件特性 对二阶系统的相平面研究法 二阶线性系统的过渡过程特性x(t)和对应的x(t)及其相平面的轨迹 图4.27 非线性系统的相迹图 图4.28 非线性系统的混沌现象相迹图 5 控制与自动化技术的应用范畴 5.1 引言 5.2 机械制造自动化 5.2.2 柔性制造系统(FMS) 5.2.3 计算机集成制造系统(CIMS) 5.3 过程工业自动化 5.3.2 基于计算机技术的过程控制系统 图5.6 计算机集成生产系统的结构模型 5.4 电力系统自动化 5.4.1 安全供电离不开自动化 5.4.3 供电质量的自动化要求 5.4.4 从一次停电事故看电力系统自动化 5.5 飞行器控制 5.5.1 导弹控制系统的功用 5.5.2 导航系统 5.5.3 制导系统 5.6 智能建筑 5.6.2 楼宇自动化系统 5.6.3 通信自动化系统 5.6.4 办公自动化系统 图5.12 楼宇自动化系统的构成 5.7 智能交通系统 5.7.1 智能交通系统的概念 5.7.2 智能交通系统的主要内容 5.7.2.1 出行与运输管理系统 5.7.2.2 出行需求管理系统 5.7.2.4 商用车辆运营系统 5