第一章自动控制概论PPT.ppt

自动控制原理;;;;世界最先进的梦幻机器人组合——来自日本SONY公司的7位双足娱乐型机器人“QRIO”。这7位机器人身高60厘米，体重7公斤。虽然身材不那么高大，但却举世闻名。其中四位歌舞表演堪称一绝。 下面是其中四个“舞者”来北京演出时的场面： ;伺服机器人，是一种以机械位置或角度作为控制对象的机器人。;2003年9月16日，Sony公司在日本东京推出必威体育精装版型的爱宝机器狗。 生产厂商称，这款型号为ERS－7的爱宝机器狗体现了智能宠物发展的先进水平。 ;水下机器人，它的工作方式是：由水面母船上的工作人员，通过连接潜水器的脐带提供动力，操纵或控制潜水器，通过水下电视、声呐等专用设备进行观察，还能通过机械手，进行水下作业。;自动控制技术还体现在交通运输中，大量的飞机地铁等交通工具中都大量采用。 ;2003年6月10日，勇气号发射成功；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日火星车分别登上火星。上面采用了大量先进的智能控制技术。;;2.自动控制理论的发展史;起源;发展三阶段;自动控制的起源于病人;自动控制的起源（续）;生物学家的术语，数学家不会理解，但生物学家所用的方法，数学家可能领悟；物理学家的语言，医生不会明了， 可是物理学家所用的方法，医生却有了然的可能。这个谈话会是三十六行，但话题却集中在科学方法上， 所以可以说是科学方法谈话会。 ;自从莱布尼兹(Leibniz)而后，世界上再没有统摄整个科学领域的通才。 到了十九世纪，几位大的科学家，也只是称雄一面。十九世纪没有出莱布尼兹，而只有出高斯(Gauss)，法拉第(Faraday)，达尔文(Darwin)这类大人物，我们把他们名为数学家、 物理学家、生物学家等。 可是到了二十世纪，配称数学家的也不见了，对于一位专门的大家，在称呼时必加以限制，如拓扑学的数学家；或光学的物理学家等。 ;自动控制的起源（续）; 医生作了报告：有一种病人，坐在椅子上，与健康的人毫无差别。但你如果给他一支香烟， 他伸手接烟时，总对不准香烟的位置，不是左摇就是右偏，他的手变成摇来摇去的运动，而始终接不到香烟。 这位病人的肌肉是强壮的，身体是健康的。但是却不能有系统的组织他的动作。 ;谈论的启发;比如福特(Ford)当年以独特的眼光，给工人加薪，那时，他曾辩论说，给工人加薪似乎是成本高，但工人又买汽车坐， 汽车销路就大了，汽车的销路一大，成本就减低了。他这套理论很像反馈的观念的利用 ;美国数学家诺伯特.维纳(Norbert Wiener, 1894-1964), 1948年,把这门学问铸了一个备用的字Cybernetics.确这个字是源于希腊，意思是舵手。 安培曾把这个字当作政府管理学。 马克士威尔有一篇文章专说控速器，这个字Governor是源于拉丁。不论是希腊字，还是拉丁字。 有人用在操纵的意义上，有人用在舵向的意义上，有人用在管理的意义上，有人用在限制的意义上。 于是这个意义贯穿了物理、数学、生物、 经济以及政治等。我们把这门学问模糊的译出意义来，是『控制论』。 ;控制论发源是否起清华园;;出版发行;;扭转一个学科的命运;钱学森-扭转一个学科的命运;《工程控制论》出版;影响许多人改变专业;控制论与自动控制理论;;在维纳思考整理一系列工作，写作出版《控制论》的前后几年，中国正进行着社会革命的巨变，海外人士没能及时将这一理论思潮传播至中国。因此，在20世纪50年代中期以前，即从1948年至1953年期间，国内学界还来不及对这一理论有所了解和反应，以至对这一理论的最初介绍来自苏联。尽管这是一个遗憾，然而还有庆幸的地方:就在维纳和李郁荣供职的麻省理工学院校园，还有另一位极为优秀的华人天才科学家也正在勤奋地工作，他在以后的几年内的一项研究将大大推进维纳的事业，这就是后来成为工程控制论创立人的钱学森。 ;控制论在中国的传播;控制论在中国的传播;1956年国家规划要在科学院新建立四个研究所，有计算机所、电子所、半导体所、自动化所。钱老参加了整体规划的综合组。由于当时的国际形势，成立自动化所在很大程度上还是军事方面的意义。后来一做规划，又请了一些苏联的专家，结果是把“自动化”的定位在了“工业自动化”上。 ;控制论在中国的传播;20 世 纪 50年代初，苏联对控制论一开始持反对立场，主要原因是: 其一，控制论在哲学理念上被认为是资本主义的，对辩证唯物论是一种反叛和威胁。 其二，在冷战的国际形势下，两大阵营都不愿轻易接受对方的任何思想体系，尤其在李森科式的“政治挂帅”的苏联学术体制内，笼罩着对西方科学的敌视态度。 其三，当时苏联科学界在自动控制技术、预测等领域有着极强的研究实力，理论上也有世界性的成果，如巴甫洛夫(Pavlov,1849-1936)的条件反射理论、柯尔莫戈洛夫(Kolmogo