自動控制原理与系统123.docVIP

题 目 自动控制原理与系统 论文 专 业 机电工程系供用电 班 级 121 姓 名 樊 新 丹 学 号 2012141001 二〇一四年五月 摘 要 论述了自动控制原理从无到有、各个发展时期的特点；指出了自动控制原理今后的发展方向。在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器，设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控制量）自动地按照预定的规律运行。 关键词：自动控制原理、自动化、负反馈调节系统 自动控制原理的发展概况及前景 1.自动控制简史　（History of Automatic Control） （1）：公元前300年左右，李冰设计和建造的都江堰水利工程，运用了反馈原理 （2）：公元前300年至公元前1年，古希腊出现的浮球调节装置。大约公元250年，Philong发明的油灯，其中用浮球调节装置来保持燃油的油面高度。 （3）：近代欧洲最早发明的反馈系统是荷兰人Cornelis Drebbel(1572-1633)发明的温度调节器．Dennis Papin(1647-1712)在1681年发明了锅炉压力调节器。 （4）：1769年，为了解决工业生产中蒸汽机的速度控制问题，J. Watt(瓦特,1736-1819)发明了蒸汽机。他在蒸汽机上安装了一个飞球，构成蒸汽机调速器．．． （5）：H. S. Black , ATT贝尔实验室的研究员, 于1927年发明了负反馈方法与电子放大器,其工作为现代电子系统和通信系统奠定了基础. （6）：在美国的MIT、Bell实验室的一批科学家工程师，例如N. Wiener、 V. Bush、 H. Nyquist、H.W. Bode、 N.B. Nichols、C. Shannon 、H. Hanzen等为首的科学家设计了一系列的自动控制装置和系统。 （7）：1948年，N. Wiener(维纳)的著作：Cybernetics or control and Communication in the Animal and the Machine《控制论》的发表，开创了“控制论”这样一门新学科．其目的是研究一个系统的各个不同部分之间的相互作用的定性性质以及整个系统的运动状态． （8）：20世纪60年代，R.E. Kalman, 线性系统的可控性、可观性、滤波器理论以及代数结构等方面的贡献，成为现代控制理论的主要奠基人之一。 2.自动控制原理的发展 自动控制理论是研究自动控制共同规律的技术科学。它的发展初期，是以反馈理论为基础的自动调节原理反馈(feedback)：将输出量通过一定的方式送回到输入端，并与输入信号比较产生偏差信号过程称为反馈： 负反馈(negative feedback)：输入信号-反馈信号（或输出信号）使得系统的输出偏差减小。 正反馈（positive feedback)：输入信号+反馈信号反馈控制(feedback control)、闭环控制(closed-loop。 其主要用于工业控制，二战期间为了设计和制造飞机及船用自动驾驶仪，火炮定位系统，雷达跟踪系统以及其他基于反馈原理的军用设备，进一步促进并完善了自动控制理论的发展。到战后，以形成完整的自动控制理论体系，这就是以传递函数为基础的经典控制理论，它主要研究单输入-单输出，线形定常数系统的分析和设计问题。自动控制理论是自动控制科学的核心。 自动控制理论自至今已经过了三代的发展：第一代为20世纪初开始形成并于50年代在线性代数的数学甚而上发展起来的现代控制理论；第三代为60年代中期即已萌芽，在发展过程中综合了人工智能、自动控制、运筹学、信息论等多学科的必威体育精装版成果并在此基础上形成的智能控制理论。20世纪60年代初期，随着现代应用数学新成果的推出和电子计算机的应用，为适应宇航技术的发展，自动控制理论跨入了一个新阶段——现代控制理论。他主要研究具有高性能，高精度的多变量变参数的最优控制问题，主要采用的方法是以状态为基础的状态空间法。目前，自动控制理