自动化控制导论-控制工程或自动控制.ppt

* * (14) 美国的M. E. Merchant提出计算机集成制造的概念(1969) * * (15) 美国ARPA计算机网络初步建成(1971) (16) 日本Fanuc公司研制出由加工中心和工业机器人组成的柔性制造单元(1976) * * (17) 美国R. Brockett提出用微分几何研究非线性控制系统(1976)，意大利A. Isidori出版(Nonlinear Control Systems) (1985)。 A. Isidori R. Brockett * * (18) 加拿大G. Zames提出H-inf. 鲁棒控制设计方法(1981年) (19) 美国“哥伦比亚”号航天飞机首次发射成功(1981年) Gorge Zames * * (20) 美国A. Bryson 和Y.C Ho 发表Applied Optimal Control(1969)。Y.C Ho 和X.R Cao等提出离散事件系统理论(1983) (21) 中国批准863高技术计划，包括自动化领域的计算机集成制造系统和智能机器人两个主题(1986) A. Bryson Yu C. Ho P. Kokotovic * * (22) IEEE Control Systems Award 获得者。 * * (23) 第一台火星探测器Sojourner在火星表面软着陆(1996) (24) 旅行者Voyager 一号，二号开始走出太阳系， 对茫茫太空进行探索 * * 神州五号宇宙飞船成功发射，中国首次载人航天圆满成功。标志着中国已经成为世界上独立自主地完整掌握载人航天技术的国家之一（2003） * * 综上：自动控制成为一门科学是从1948发展起来的。 开始多用于工业：压力、温度、流量、位移、湿度、粘度自动控制 后来进入军事领域：飞机自动驾驶、火炮自动跟踪、导弹、卫星、宇宙飞船自动控制 目前渗透到更多领域：大系统、交通管理、图书管理等 生物学系统：生物控制论、波斯顿假肢、人造器官 经济系统：模拟经济管理过程、经济控制论 * * 自动控制技术的作用 1. 自动控制技术的应用不仅使生产过程实现了自动化，极大地提高了劳动生产率，而且减轻了人的劳动强度。 2. 自动控制使工作具有高度的准确性，大大地提高了武器的命中率和战斗力，例如火炮自动跟踪系统必须采用计算机控制才能打下高速高空飞行的飞机。 3. 某些人们不能直接参与工作的场合就更离不开自动控制技术了，例如原子能的生产、火炮或导弹的制导等等。 * * 二 自动控制的基本概念 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（即被控量）自动地按照预定的规律（给定值）运行。 系统：是指按照某些规律结合在一起的物体（元部件）的组合，它们相互作用、相互依存，并能完成一定的任务。 自动控制系统 ：能够实现自动控制的系统就可称为自动控制系统，一般由控制装置和被控对象组成。 * * 分析决策 执行 工作对象 实际结果 观察 观察 干扰 预期目标 人的行为 比较、计算 执行 被控对象 被控量 测量 测量 干扰 给定值 自动控制系统 * * 三 自动控制系统的分类 （不同的输入电压u对应于不同的温度t） (温度) 输出量 (手柄位置) 输入量 调压器 加热 电阻丝 电炉 恒温箱 受控对象 扰动量 控制装置 1. 按照信息传递方式分：开环控制、闭环控制和复合控制 例一：炉温控制系统 * * k ? ? ud n ~ ug 扰动 输出量 输入量 控制装置 受控对象 开环控制：控制装置与被控对象之间只有顺向作用而没有反向联系的控制。 例二：电机调速开环系统 * * 控制方式： 按给定值操纵。信号由给定值至输出量单向传递。一定的给定值对应一定的输出量。系统的控制精度取决于系统事先的调整精度。 开环控制系统特点： 信号从输入到输出无反馈,单向传递. 结构简单. 控制精度不高,无法抑制扰动. * * 例三：直流电动机闭环调速系统 . ug k ud n ~ ub 按偏差调节：n↑→ub↑→( ug-ub)↓→ud↓→ n↓ 控制量：ud = k (ug-ub) 偏差信号：ug-ub 控制任务：保持工作机械恒速运行 闭环控制:是指控制器与控制对象之间既有顺向 作用有反向联系的控制过程。 自动控制原理 上海交通大学电信学院自动化系 Email: xpguan@sjtu.edu.cn 2012年9月 * * 第一章 导 论 自动控制是人类在认识世界和发明创新的过程中发展起来的一门重要的科学技术。依靠它