1.自动控制原理的主要内容
该课程是关于自动控制系统的基础理论,其主要内容包括:自动控制系统的基本组成和结构、自动控制系统的性能指标、自动控制系统的类型(连续、离散、线性、非线性等)及特点、自动控制系统的分析(时域法、频域法等)和设计方法等。通过本课程的学习,学生可以了解有关自动控制系统的运行机理、控制器参数对系统性能的影响以及自动控制系统的各种分析和设计方法等。
2.求自动化方面的论文
自动化论文 安徽建筑工业学院机电学院07自动化1班 纵华雷 摘要:在论证未来时代将会是自动化时代的基础上,首先介绍了自动化的基本概念和发展历史,形成了对自动化的一个整体认识。
然后进一步,更加全面的介绍自动化学科的各个部分内容及其应用于现代生产实践中的重要意义。最后在对自动化有了一个全面了解的情况下,对应如何学习自动化做了探讨,提出应从数学、专业理论知识、实践和知识更新四个方面予以重视。
关键词:自动化时代;基本概念;发展;内容及应用;如何学习自动化 Abstract:Abstract:Based on the study of that the future time will be the Automatic Age,the basic difinition and the history of it has been firstly introduced,in the hope of forming an integral sight.After that,further introduction was given by sections and the meaning of using it in the pratical world has been told.Finally,after taken a whole view of the Automation,the problem of how to learn it has been talked about,mentioned maths,professinal theory,practice and knowledge renewing of it. Key words:Automation Age;basic difinition;progress;content and appliance;how to learn Automation 20世纪科学技术迅速发展,至如今已经涌现出众多新兴科学技术分支:如控制论和自动化技术;计算机和信息论;激光技术和光导纤维;分子生物学和遗传工程;宇航科技等等。它们汇聚成一股巨大的力量,急剧地改变着人类的劳动方式和生活方式,促进社会各方面产生深刻的变化。
它不仅冲击着生产第一线的工人和农民,而且冲击着企业、事业、政府机关,甚至家庭主妇。这些变革来得如此之快,致使对社会现象最为敏感的社会学家也感到愕然:这个社会将去向何处? 1.自动化的基本概念 那究竟什么是“自动化”呢? 简单地说,自动化就是在无人的情况下,用各种元件和仪表执行控制[2]。
它始于人们用机器实现按固定程序自动进行的各种操作,把人类从笨重、单调、重复性的劳动中解放出来。但仅仅如此是不够的,要进一步解放人力就要求机器不断提高在不确定或变化的环境中自动保持必要的功能以达到预定目标的能力。
因此,自动化系统必须是开放的,不断从外界环境中获取信息并进行必要的分析、处理、判断、决策、调整和控制。 2.自动化技术的发展 具有不同程度“自动化”功能的装置古以有之。
我国古代的指南车、木牛流马、铜壶滴漏,欧洲的钟表报时装置和一些手工机械,无一不反映人民的聪明智慧,多少都带有一些“自动”的味道。但真正刻意设计出来取代或增强人的智能功能,从而能在不确定的条件下保证实现预定目标的自动装置最早应属瓦特发明的蒸汽机上的离心调速器。
它自觉地运用了反馈原理,从而能在锅炉压力和负荷变化的条件下把转速保持在一定的范围。 20世纪是自动化技术飞速发展的一个世纪,这与控制科学与技术的发展紧密相关。
它作为自动化技术的理论基础,在20世纪经历了若干重要的发展时期:如20世纪初的Lyapunov稳定理论和PID控制律概念;20年代的反馈放大器;30年代的Nyquist与Bode图;40年代维纳的控制论;50年代贝尔曼动态理论和庞特里亚金极大值原理;60年代卡尔曼滤波器、系统状态空间法、系统能控性和能观性;70年代的自校正控制和自适应控制;80年代针对系统不确定状况的鲁棒控制;90年代基于智能信息处理的智能控制理论等。 3.自动化技术的内容及应用 下面分别对各部分的研究对象及应用范畴做一个简单的介绍,以求对自动化有一个更加深入的了解。
3.1控制理论 控制理论研究的是如何按被控对象和环境的特性,通过能动地采集和运用信息施加控制作用而使系统正常运行并具有预定的功能。 控制理论在20世纪的人类科技进步中起到了举足轻重的作用,为解决当今社会的许多挑战性问题产生了积极的影响,提供了科学的思想方法论,为许多产业领域实现自动化奠定了理论基础。
如今,它更是成功的运用并渗透到工农业生产、科学技术、军事、生物医学、社会经济及人类生活的众多领域。 3.2工程系统与控制 工程系统与控制研究各种工程系统控制和设计的问题。
从单一的自动控制装置到一个生产过程的自动化,直到整个工厂、企业的控制、管理和经营决策一体化,都是其研究的内容。 工程系统与控制技术广泛应用于制造生产的各个领域。
其中最具影响力的、发展前景最为可观的当属现代集成制造系统(CIMS)。从最广的意义说,CIMS可以包括从企业长远规划、市场分析、研发策略、产品规划、设计投产、资源分配,到车间一级的具体计划调度、生产活动的监督控制、质量控制、产品检验,直到销售服务、市场反馈等整个企业经营的全过程。
3.3系统科学与系统工程 系统科学研究的是在最一般意义下,由相互作用、相互联系的事物按一定结构组成并具有某种总体功能的各种系统的运动规律、行为特征以及如何进行设计和控制的问题[3]。 它主要应用于运筹学、控制论、信息论等多个学科分支,成为自动化学科的一个重要研究领域并得到蓬勃的发展。
3.4模式信息处理 模式识别,亦称模式信息处理,其本来意义是研究用计算机对一般由人。
3.求自动化概论论文
自动化认知 装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程。
自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来,而且能扩展人的器官功能,极大地提高劳动生产率,增强人类认识世界和改造世界的能力。
因此,自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。 自动化专业如此热门,一般来说不外乎有这样几个原因:一是属于信息产业。
信息产业被人们誉为“朝阳产业”,发展快、需要人才多、待遇高,是当今科技发展的趋势所在。因此,作为信息产业中的重要一员,自动化专业同样有着光辉的前途。
二是自动化应用范围广。目前,几乎所有的工业部门都可以同自动控制挂上钩,现代化的农业、国防也都与自动化息息相关。
三是本专业对于个人发展非常有利。本专业课程设置的覆盖面广,所学的东西与其他学科交叉甚多。
这也与本专业的来历有关,自动化专业大部分源于计算机或者电子工程系的自动控制专业。 自动化专业的优势在就业时候体现得更为突出。
首先,所有的行业都可以同自动化挂钩,转行非常容易,“硬”可转电子工程,“软”可转计算机,也可转通信,当然待遇也是非常不错。 自动化技术形成时期是在18世纪末~20世纪30年代。
1788年英国机械师J.瓦特发明离心式调速器,并把它与蒸汽机的阀门连接起来,构成蒸汽机转速的闭环自动控制系统。这项发明开创了近代自动调节装置应用的新纪元,对第一次工业革命及后来控制理论的发展有重要影响。
20世纪40~50年代形成的经典控制理论对发展局部自动化起了重要的促进作用。在问题的过程中形成了经典控制理论,设计出各种精密的自动调节装置,开创了系统和控制这一新的科学领域。
20世纪40年代中发明的电子数字计算机开创了数字程序控制的新纪元,虽然当时还局限于自动计算方面,但ENIAC和EDVAC的制造成功,开创了电子数字程序控制的新纪元。 20世纪50年代末起至今是综合自动化时期,诞生了现代控制理论。
现代控制理论的形成和发展为综合自动化奠定了理论基础。同时微电子技术有了新的突破。
自动化的概念是一个动态发展过程,其也在不断完善。今天,自动化已远远突破了传统的概念,具有更加宽广和深刻的内涵。
自动化的广义内涵至少包括以下几点:在形式方面,制造自动化有三个方面的含义:代替人的体力劳动,代替或辅助人的脑力劳动,制造系统中人机及整个系统的协调、管理、控制和优化。在功能方面,自动化代替人的体力劳动或脑力劳动仅仅是自动化功能目标体系的一部分。
自动化的功能目标是多方面的,已形成一个有机体系。在范围方面,制造自动化不仅涉及到具体生产制造过程,而是涉及产品生命周期所有过程。
自动化是一门涉及学科较多、应用广泛的综合性科学技术。作为一个系统工程,它由5个单元组成:①程序单元。
决定做什么和如何做。②作用单元。
施加能量和定位。③传感单元。
检测过程的性能和状态。④制定单元。
对传感单元送来的信息进行比较,制定和发出指令信号。⑤控制单元。
进行制定并调节作用单元的机构。自动化的研究内容主要有自动控制和信息处理两个方面,包括理论、方法、硬件和软件等,从应 用观点来看,研究内容有过程自动化、机械制造自动化、管理自动化、实验室自动化和家庭自动化等。
自动化在大学要学的课程主要有三个层次: 1 、基础课,如高数,大物,电路与磁路等; 2、专业基础课,如自控原理;3 、专业课,如pcl 机电接触控制。 过程自动化 。
石油炼制和化工等工业中流体或粉体的化学处理自动化。一般采用由检测仪表、调节器和计算机等组成的过程控制系统,对加热炉、精馏塔等设备或整个工厂进行最优控制。
采用的主要控制方式有反馈控制、前馈控制和最优控制等。 机械制造自动化。
这是机械化、电气化与自动控制相结合的结果,处理的对象是离散工件。20世纪60年代以后,由于电子计算机的应用,出现了数控机床、加工中心、机器人、计算机辅助设计、计算机辅助制造、自动化仓库等。
研制出适应多品种、小批量生产型式的柔性制造系统(FMS)。以柔性制造系统为基础的自动化车间,加上信息管理、生产管理自动化,出现了采用计算机集成制造系统(CIMS)的工厂自动化。
管理自动化。工厂或事业单位的人、财、物、生产、办公等业务管理自动化,是以信息处理为核心的综合性技术,涉及电子计算机、通信系统与控制等学科。
一般采用由多台具有高速处理大量信息能力的计算机和各种终端组成的局部网络。现代已在管理信息系统的基础上研制出决策支持系统(DSS),为高层管理人员决策提供备选的方案。
自动化是新的技术革命的一个重要方面。自动化技术的研究、应用和推广,对人类的生产、生活等方式将产生深远影响。
生产过程自动化和办公室自动化可极大地提高社会生产率和工作效率,节约能源和原材料消耗,保证产品质量,改善劳动条件,改进生产工艺和管理体制,加速社会的产业结。
4.自动化概论论文
自动化专业教育是伴随着自动化技术在社会生产、生活中的广泛应用而兴起的。它主要研究自动控制的原理和方法,自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。在这一领域,美国处于世界领先水平。由于自动化技术的广泛应用,社会对这一专业的人才需求也大为增加,为了适应这一形势,美国的大学及时地把这一专业的教育引进了课堂。因为这一专业技能的适用性,这很快引起了青年学生浓厚的兴趣,这为以后美国在这一领域的迅速发展并遥遥领先于他国奠定了雄厚的人才基础。
我国在这一技术领域内的研究也比较早,但真正作为一门专业教育走进大学的课堂较之国外就比较晚了。这也是后来我国这一领域的后备人才不足,与其他国家产生差距的一个重要原因。
建国初期,人民政权面临的是百废待兴的局面,社会主义经济建设需要有先进的生产技术。于是在党和国家的支持下,一批学校如清华大学、北京大学、上海交通大学、北京理工大学都纷纷设立了相关专业教育和专业技术研究所。
改革开放后,迎着第四次新科技革命的浪潮,自动化专业教育得到了长足的发展。除原先已经开设与此相关专业的高等院校外,另有一大批高校如北京邮电大学、北京航空航天大学、东南大学、南京大学等都增设有此专业。据统计目前开设有自动化专业教育的学校已占全国高等院校的90%还多,因为其广泛的适用性和社会对这一专业人才的广泛需求,它受到了越来越多的人的青睐。一般的院校每年都以200—300人的招生量广纳贤人,有的高校甚至还要多,学历层次也由专科、本科到硕士、博士不等,形成了梯级人才培养的教育模式。近些年,在这一领域涌现出许多著名的教授、专家,师资力量大为增强,例如清华大学自动化系的吴澄教授在系统集成技术方面的造诣很深,陈禹六、熊光楞、杨家本、杨士元、萧德云教授等在各自的研究领域成果颇丰,同济大学的吴启迪教授长期从事现代控制理论与应用,自动化系统工程和计算机集成制造系统及智能自动化系统的理论与应用研究。东南大学自动控制系和自动化研究所拥有以钱钟韩教授、冯纯佰教授两位中科院院士为首的高水平学科带头人。这些优秀的学者、专家为我国新时期高科技的发展作出了卓越的贡献。
展望新的世纪,随着信息革命的兴起和新经济的冲击,自动化专业教育必然会受到世界各国的更加重视。因为这一技术已从办公自动化、工业自动化逐渐向家庭自动化发展,它与普通民众的日常生活发生了千丝万缕的联系,更进一步的发展势在必然。
我国在进入90年代以后,随着社会主义市场经济的搞活和对外开放政策的深入,社会对自动化专业人才的需求日益扩大,并连续几年出现供不应求的状况(近几年此专业毕业生的供需比为1∶10还强)。随着外国一些大型企业进入国内市场,本国的一些知名企业也将走向世界,这样高科技人才的竞争将日趋激烈,对本专业人才的需求也将大为扩大。所以在未来几十年内,自动化专业教育必将会有一个充分发展的空间。
5.自动控制原理的目录
第1章 自动控制系统简介
1.1 自动控制系统概述
1.2 开环控制与闭环控制
1.3 自动控制系统的组成与工作原理
1.4 自动控制系统的类型
1.5 对自动控制系统的基本要求
第2章 拉氏变换
2.1 复数与复变函数
2.2 拉氏变换的基本定义
2.3 常用函数的拉氏变换
2.4 拉氏变换的其他内容
2.5 拉氏变换相关定理
2.6 拉氏反变换
2.7 应用拉氏变换求解微分方程
2.8 应用MATLAB进行部分分式展开
第3章 自动控制系统的数学模型
3.1 线性自动控制系统的微分方程
3.2 微分方程的线性化方法
3.3 传递函数与脉冲响应函数
3.4 典型环节的传递函数
3.5 方框图
3.6 控制系统的传递函数
3.7 应用MATLAB求解串联、并联与闭环传递函数
3.8 建立与化简控制系统数学模型实例
第4章 时域分析
4.1 时域响应
4.2 时域响应的性能指标
4.3 系统的稳定性
4.4 系统稳定性的判定
4.5 一阶系统的时域响应
4.6 二阶系统的时域响应
4.7 稳态误差
4.8 给定信号下的稳态误差与误差系数
4.9 应用MATLAB和Simulink进行瞬态响应分析
第5章 根轨迹分析法
5.1 根轨迹的基本概念
5.2 绘制根轨迹图的一般规则
5.3 广义根轨迹
5.4 系统性能分析
5.5 应用MATLAB绘制根轨迹图
5.6 根轨迹图绘制实例
第6章 频域分析
6.1 频率特性基础
6.2 典型环节的频率特性
6.3 开环频率特性
6.4 闭环频率特性
6.5 频率特性与系统性能的关系
6.6 系统稳定性的判定
6.7 相对稳定性
6.8 应用MATLAB进行频域特性分析
第7章 系统的校正与设计
7.1 系统性能指标
7.2 系统校正
7.3 线性系统基本控制规律(PID)
7.4 校正装置及其特性与功能
7.5 用频率法进行系统串联校正
7.6 应用MATLAB和Simulink进行线性系统设计
第8章 采样控制系统基础
8.1 初识离散系统
8.2 采样
8.3 Z变换
8.4 脉冲传递函数
8.5 闭环极点与动态特性的关系
8.6 系统稳定性分析
8.7 单位输入下的系统稳态误差
8.8 MATLAB在采样控制系统中的应用
第9章 自动控制原理实验指导
9.1 模拟典型环节
9.2 二阶系统时域响应
9.3 三阶系统时域响应
9.4 PID控制器的输出
参考文献
6.自动控制原理是什么
具体如下:
1、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。
2、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,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。
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。
3、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,自动控制理论还在继续发展,正向以控制论,信息论,仿生学为基础的智能控制理论深入。
为了实现各种复杂的控制任务,首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来,组成一个有机的总体,这就是自动控制系统。在自动控制系统中,被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量,它可以要求保持为某一恒定值,例如温度,压力或飞行航迹等;而控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构的总体,它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制,但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。
在反馈控制系统中,控制装置对被控装置施加的控制作用,是取自被控量的反馈信息,用来不断修正被控量和控制量之间的偏差从而实现对被控量进行控制的任务,这就是反馈控制的原理。
4、同时自动控制原理也是现在高校自动化专业的一门主干课程,是学习后续专业课的重要基础,也是自动化专业硕士研究生入学必考的专业课。
该课不仅是自动控制专业的基础理论课,也是其他专业的基础理论课,目前信息科学与工程学院开设本课程的专业有计算机、电子信息、检测技术。
5、该课程不仅跟踪国际一流大学有关课程内容与体系,而且根据科研与学术的发展不断更新课程内容,从而提高自动化及相关专业的整体学术水平。
该课程是自动控制理论的基础,其主要内容包括:自动控制系统的基本组成和结构、自动控制系统的性能指标,自动控制系统的类型(连续、离散、线性、非线性等)及特点、自动控制系统的分析(时域法、频域法等)和设计方法等。通过本课程的学习,学生可以了解有关自动控制系统的运行机理、控制器参数对系统性能的影响以及自动控制系统的各种分析和设计方法等。
7.求助自动化概论论文一篇
自动化专业教育是伴随着自动化技术在社会生产、生活中的广泛应用而兴起的。
它主要研究自动控制的原理和方法,自动化单元技术和集成技术及其在各类控制系统中的应用。在这一领域,美国处于世界领先水平。
由于自动化技术的广泛应用,社会对这一专业的人才需求也大为增加,为了适应这一形势,美国的大学及时地把这一专业的教育引进了课堂。因为这一专业技能的适用性,这很快引起了青年学生浓厚的兴趣,这为以后美国在这一领域的迅速发展并遥遥领先于他国奠定了雄厚的人才基础。
我国在这一技术领域内的研究也比较早,但真正作为一门专业教育走进大学的课堂较之国外就比较晚了。这也是后来我国这一领域的后备人才不足,与其他国家产生差距的一个重要原因。
建国初期,人民政权面临的是百废待兴的局面,社会主义经济建设需要有先进的生产技术。于是在党和国家的支持下,一批学校如清华大学、北京大学、上海交通大学、北京理工大学都纷纷设立了相关专业教育和专业技术研究所。
改革开放后,迎着第四次新科技革命的浪潮,自动化专业教育得到了长足的发展。除原先已经开设与此相关专业的高等院校外,另有一大批高校如北京邮电大学、北京航空航天大学、东南大学、南京大学等都增设有此专业。
据统计目前开设有自动化专业教育的学校已占全国高等院校的90%还多,因为其广泛的适用性和社会对这一专业人才的广泛需求,它受到了越来越多的人的青睐。一般的院校每年都以200—300人的招生量广纳贤人,有的高校甚至还要多,学历层次也由专科、本科到硕士、博士不等,形成了梯级人才培养的教育模式。
近些年,在这一领域涌现出许多著名的教授、专家,师资力量大为增强,例如清华大学自动化系的吴澄教授在系统集成技术方面的造诣很深,陈禹六、熊光楞、杨家本、杨士元、萧德云教授等在各自的研究领域成果颇丰,同济大学的吴启迪教授长期从事现代控制理论与应用,自动化系统工程和计算机集成制造系统及智能自动化系统的理论与应用研究。东南大学自动控制系和自动化研究所拥有以钱钟韩教授、冯纯佰教授两位中科院院士为首的高水平学科带头人。
这些优秀的学者、专家为我国新时期高科技的发展作出了卓越的贡献。 展望新的世纪,随着信息革命的兴起和新经济的冲击,自动化专业教育必然会受到世界各国的更加重视。
因为这一技术已从办公自动化、工业自动化逐渐向家庭自动化发展,它与普通民众的日常生活发生了千丝万缕的联系,更进一步的发展势在必然。 我国在进入90年代以后,随着社会主义市场经济的搞活和对外开放政策的深入,社会对自动化专业人才的需求日益扩大,并连续几年出现供不应求的状况(近几年此专业毕业生的供需比为1∶10还强)。
随着外国一些大型企业进入国内市场,本国的一些知名企业也将走向世界,这样高科技人才的竞争将日趋激烈,对本专业人才的需求也将大为扩大。所以在未来几十年内,自动化专业教育必将会有一个充分发展的空间。
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