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自動控制技術(shù)

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1.什么是自動控制技術(shù)

自動控制技術(shù)是能夠在沒有人直接參與的情況下,利用附加裝置(自動控制裝置)使生產(chǎn)過程或生產(chǎn)機械(被控對象)自動地按照某種規(guī)律(控制目標(biāo))運行,使被控對象的一個或幾個物理量(如溫度、壓力、流量、位移和轉(zhuǎn)速等)或加工工藝按照預(yù)定要求變化的技術(shù)。

2.自動控制技術(shù)的內(nèi)容

自動控制技術(shù)包含了自動控制系統(tǒng)中所有元器件的構(gòu)造原理和性能,以及控制對象或被控過程的特性等方面的知識;自動控制系統(tǒng)的分析與綜合;控制用計算機(能作數(shù)字運算和邏輯運算的控制機)的構(gòu)造原理和實現(xiàn)方法。

3.自動控制技術(shù)的原理和方法

自動控制的原理和方法,自動化單元技術(shù)和集成技術(shù)及其在各類控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。它以自動控制理論為基礎(chǔ),以電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)為主要工具,面向工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制及各行業(yè)、各部門的自動化。它具有“控(制)管(理)結(jié)合,強(電)弱(電)并重,軟(件)硬(件)兼施”鮮明的特點,是理、工、文、管多學(xué)科交叉的寬口徑工科專業(yè)。學(xué)生在畢業(yè)后能從事自動控制、自動化、信號與數(shù)據(jù)處理及計算機應(yīng)用等方面的技術(shù)工作。就業(yè)領(lǐng)域也非常寬廣,包括高科技公司、科研院所、設(shè)計單位、大專院校、金融系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、稅務(wù)、外貿(mào)、工商、鐵道、民航、海關(guān)、工礦企業(yè)及政府和科技部門等

4.自動控制技術(shù)技術(shù)發(fā)展途徑

自動化技術(shù)正在向集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展,而網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息技術(shù)是推動自動化技術(shù)從局部自動化過渡到計算機集成綜合自動化的重要因素。因此網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)是自動控制技術(shù)的兩大推動力。

5.自動控制技術(shù)的應(yīng)用背景

自動控制技術(shù)有很強的應(yīng)用背景,無論是在煉鋼、軋鋼、化工、石油、電力等工業(yè)上,或是造紙、紡織、皮革和食品等工業(yè)上;無論是在航空、航海、汽車和鐵路運輸工業(yè)和國防工業(yè)上,或是圖書資料的管理、實驗室技術(shù)設(shè)備上都得到廣泛應(yīng)用。自動控制技術(shù)對導(dǎo)彈和人造地球衛(wèi)星是非常重要的,對于研究原子能的應(yīng)用,研究飛機和導(dǎo)彈的空氣動力和結(jié)構(gòu)強度也是有用的。沒有應(yīng)用背景的“控制理論”就缺乏生命力。如何巧妙地運用控制的基礎(chǔ)理論來解決實際問題是和研究控制理論本身不同的另一種創(chuàng)造性工作。

6.自動控制技術(shù)發(fā)展過程

自動控制領(lǐng)域從古典控制理論、現(xiàn)代控制理論到現(xiàn)在的智能控制理論,經(jīng)歷了很長時間的發(fā)展。隨著自動化技術(shù)的發(fā)展,它也面臨著許多難題,如傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的設(shè)計和分析是建立在精確系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上的,而實際系統(tǒng)由于在復(fù)雜性、非線性、時變性、不確定性等情況,一般都無法獲得精確的數(shù)學(xué)模型;當(dāng)研究這些系統(tǒng)時,必須提出并遵循一些比較苛刻的假設(shè),而這些假設(shè)在應(yīng)用中往往與實際不相吻合;對于某些復(fù)雜的和包含不確定性的控制過程,根本無法用傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模型來表示,即無法解決建模問題;為了提高控制性能,傳統(tǒng)控制系統(tǒng)可能變得很復(fù)雜,從而增加了設(shè)備的初投資,降低了系統(tǒng)的可靠性。為了解決這些問題,就出現(xiàn)了智能控制理論。隨著人工智能、機器人、計算機和空間技術(shù)的迅速發(fā)展,智能控制也取得了重大進展。各種智能咨詢與決策系統(tǒng)、專家控制系統(tǒng)、學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)、模糊控制系統(tǒng)和智能故障檢測與診斷等已在工業(yè)過程控制、智能機器人控制、智能化生產(chǎn)系統(tǒng)和家用電氣設(shè)備中都得到了成功的應(yīng)用。

近年來自動控制技術(shù)發(fā)展迅猛,特別是計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)發(fā)展的突飛猛進,使人們籍助于許多使能技術(shù)的進步和一些開發(fā)工具的擴大,將人們構(gòu)思的自動操作得以付諸實現(xiàn)。如網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、可編程控制器等均屬于自動化控制技術(shù)中的使能技術(shù)。自動控制技術(shù)正向著網(wǎng)絡(luò)化、集成化、分布化、節(jié)點節(jié)能化的方向發(fā)展。

7.自動控制技術(shù)領(lǐng)域

自動控制技術(shù)領(lǐng)域為廣大用戶提供的科學(xué)數(shù)據(jù)主要包括自動控制理論和方法、自動控制系統(tǒng)、控制軟件技術(shù)、自動控制設(shè)備、可靠性技術(shù)、功能安全技術(shù)等6個數(shù)據(jù)集。

自動控制理論與方法數(shù)據(jù)集:主要包括自動控制的基本理論,其中包含決策分析和博弈、多級遞階和分散控制、穩(wěn)定性和魯棒性、決策支持系統(tǒng)、自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)、自校正等數(shù)據(jù)。系統(tǒng)的建模與仿真、圖像處理與模式識別、智能計算與控制均有大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。并且提供了自動控制最新理論與方法,其中包含基于網(wǎng)絡(luò)的控制、對象模型不確定系統(tǒng)和魯棒性、協(xié)調(diào)控制相關(guān)數(shù)據(jù)。

自動控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)集:主要包括自動控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),技術(shù)規(guī)范,系統(tǒng)集成及典型系統(tǒng)——分布式控制系統(tǒng)(DCS)、基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)(FCS)、可編程自動化系統(tǒng)(PAC)、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)督控制系統(tǒng)(SCADA)相關(guān)數(shù)據(jù),在典型系統(tǒng)中我們采集了每個系統(tǒng)的應(yīng)用實例及一些國際知名廠商的典型產(chǎn)品,為用戶提供最新、優(yōu)質(zhì)、全面、可靠的技術(shù)規(guī)范。

控制軟件技術(shù)數(shù)據(jù)集:包括了常規(guī)PID控制和先進控制軟件:多變量模型預(yù)測控制、專家系統(tǒng)、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制組態(tài)軟件相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。詳細介紹了制造執(zhí)行系統(tǒng)MES,包含制造執(zhí)行系統(tǒng)概述、制造執(zhí)行系統(tǒng)有關(guān)的國際標(biāo)準(zhǔn)、實用的制造執(zhí)行系統(tǒng)軟件等數(shù)據(jù)。

自動控制設(shè)備數(shù)據(jù)集:包括可編程序控制器、嵌入式控制器、工業(yè)控制計算機、分布式I/O、變頻驅(qū)動器以及運動控制和伺服控制設(shè)備的體系結(jié)構(gòu)、性能參數(shù)、技術(shù)參數(shù)及工業(yè)控制用編程語言,并且提供典型產(chǎn)品的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

可靠性技術(shù)數(shù)據(jù)集:包括可靠性概述、可靠性有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)、故障診斷、可靠性設(shè)計數(shù)據(jù),為技術(shù)人員進行產(chǎn)品設(shè)計提供重要參考數(shù)據(jù)。

功能安全技術(shù)數(shù)據(jù)集:包括其基本概念、電氣/電子/可編程電子安全以及行業(yè)適用的功能安全國際標(biāo)準(zhǔn)及風(fēng)險評價、安全性設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)通信安全等數(shù)據(jù)。

8.自動控制技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用

"自動控制技術(shù)"在日常生活中亦有廣泛應(yīng)用,舉例說:

1.家用的抽水馬桶是一個典型的閉環(huán)反饋系統(tǒng);

2.你開車時也是通過眼睛感知路線,到大腦處理后給出方向信號再由手操縱執(zhí)行,從而穩(wěn)健行駛;

3.你上洗手間時,自動沖水(人體感應(yīng));

4.街道上有人吵架、打架,警察不聞不問,等到出現(xiàn)嚴(yán)重后果時(如死人了!--誤差產(chǎn)生了),警察來了,是為閉環(huán)反饋控制;倘若剛有人吵架、打架時,警察提前預(yù)測到會有嚴(yán)重后果產(chǎn)生,并立即采取措施制止,...,是為前饋控制;可惜世事并非如此!

5.第一次炒菜:咸了;第二次:淡了;...;第三、四....次:咸淡剛好,這是一個自動震蕩調(diào)節(jié)過程...; 

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