自动化考试重点
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⾃动化考试题答案1所谓⽣产过程⾃动化是指在⼯业⽣产过程中配置⼀些由仪表和机械装置所构成的⾃动化装置来代替部分⼈的直接劳动,使⽣产不同程度地⾃动地进⾏。
2. ⾃动控制系统的组成:测量元件及变送器:将某⼀物理量(如:液位、流量、压⼒、压差或温度等)转变成可利⽤信号。
(变送器)将该信号转变成标准信号。
调节器:根据变送器信号和⼯艺需求,算出偏差,经过某种运算发出控制信息。
执⾏器:根据调节器的控制信息,改变阀门开度。
调节对象3 1、被控变量:⼯艺上所要求控制的参数,如液位。
2、设定值:⼯艺上所要求的被控变量的规定值或所对应的信号。
3、操纵变量:为使被控变量保持在设定值范围内所要调节的参数,如出液量。
4、扰动:影响被控变量使之偏离设定值的因素,如进液量。
5、偏差:设定值与测量值之差。
4按设定值的变化分类(最常见) :定值调节系统、随动调节系统、程序控制调节系统定值调节系统:设定值恒定的调节系统。
随动调节系统:设定值不断变化,⽽且这种变化是随机的,⼜称⾃动跟踪系统。
程序控制系统:设定值按⼀定的时间函数变化。
⼜称顺序控制系统。
5过渡过程:是系统从⼀个平衡状态过渡到另⼀个平衡状态的过程,也是调节作⽤不断克服⼲扰作⽤影响的过程。
6过渡过程的⼏种形式:发散振荡过程、单调发散过程、等幅振荡过程、衰减振荡过程、单调衰减过程7过渡过程的品质指标衰减⽐;;最⼤偏差;;余差;;回复时间;;振荡周期和振荡频率88、图1所⽰为⼀⾃⼒式贮槽⽔位控制系统。
(1)指出系统中被控对象、被控变量、操纵变量是什么?(2)试画出该系统的⽅块图。
(3)试分析当出⽔量突然增⼤时,该系统如何实现⽔位控制的?9、某发酵过程⼯艺规定操作温度为(40⼟2)℃。
考虑到发酵效果,控制过程中温度偏离给定值最⼤不能超过6℃。
现设计⼀定值控制系统,在阶跃扰动作⽤下的过渡过程曲线如图4所⽰。
试确定该系统的最⼤偏差、衰减⽐、余差、过渡时间(按被控变量进⼊⼟2%新稳态值即达到稳定来确定)和振荡周期等过渡过程指标,并回答该系统能否满⾜⼯艺要求?10.什么是被控对象特性?11、求取对象的数学模型的⼀般步骤是什么?机理建模步骤1、确定输⼊、输出2、根据内在机理,确定⽀配输⼊参数和输出参数的内部关系的规律3、消去中间变量,得到只有输⼊和输出的微分⽅程式。
自动化工程师考试自动化工程师考试是一个评估和认证自动化工程师技能和知识的考试。
该考试旨在评估考生在自动化工程领域的专业能力和技术知识,以确保他们具备成为合格自动化工程师的能力。
一、考试内容概述自动化工程师考试主要涵盖以下几个方面的知识和技能:1. 自动化控制系统:包括自动控制原理、控制系统设计、PID控制、现场总线技术等内容。
2. 电气工程:涉及电路理论、电气设备与电器控制、电力系统等相关知识。
3. 仪器仪表:包括传感器与变送器、仪表的选择与应用、仪表校准与维护等内容。
4. 自动化软件与编程:涉及PLC编程、SCADA系统、HMI界面设计、工艺仿真等相关技术。
5. 机械工程:包括机械设计、机械制图、机械传动、机械加工等方面的知识。
二、考试形式和要求自动化工程师考试通常采用笔试和实际操作相结合的形式进行。
考试时间一般为几个小时,具体时间根据考试内容和难度而定。
1. 笔试:考生需要回答一系列与自动化工程师相关的理论问题。
这些问题涵盖了自动化控制系统、电气工程、仪器仪表、自动化软件与编程、机械工程等方面的知识。
考生需要准确回答问题,并给出相应的解释和论证。
2. 实际操作:考生需要在实际的工程环境中完成一系列与自动化工程师相关的任务。
这些任务可能包括PLC编程、SCADA系统配置、仪表校准等。
考生需要根据实际情况进行操作,并保证操作的准确性和安全性。
三、备考建议为了顺利通过自动化工程师考试,考生可以采取以下几个备考建议:1. 熟悉考试大纲:详细了解考试内容和要求,明确重点和难点,有针对性地进行备考。
2. 系统学习知识:通过阅读相关教材、参加培训班等方式,系统学习自动化工程师所需的知识和技能。
3. 实践操作能力:通过参与实际工程项目、实习或实验室实践等方式,提高自己的实践操作能力。
4. 制定复习计划:根据考试时间和自己的实际情况,制定合理的复习计划,合理安排时间,保证复习的全面性和深度。
5. 做题练习:通过做题练习,提高解题能力和应试技巧。
自动化工程师考试引言概述:自动化工程师考试是评估自动化工程师专业知识和技能水平的重要途径。
考试内容涵盖了自动化工程的基础理论、工程实践、技术应用等方面。
本文将从四个方面详细阐述自动化工程师考试的相关内容,包括基础理论、工程实践、技术应用和专业素质。
一、基础理论:1.1 控制理论:考试内容通常包括控制系统的基本概念、控制器的类型和特点、控制策略等。
考生需要掌握PID控制、含糊控制、自适应控制等常用控制方法的原理和应用。
1.2 电气工程基础:考试会涉及电路理论、机电原理、电子元器件等内容。
考生需要了解电路分析方法、机电的工作原理和特性、常见电子元器件的功能和应用等。
1.3 传感器与执行器:考试会考察各种传感器和执行器的原理和特点,如温度传感器、压力传感器、伺服机电等。
考生需要了解传感器和执行器的工作原理、选择和应用方法。
二、工程实践:2.1 自动控制系统设计:考试会涉及自动控制系统的设计方法和步骤,包括需求分析、系统建模、控制器设计等。
考生需要了解常用的系统建模方法,如状态空间法、传递函数法等。
2.2 自动化设备调试:考试会考察自动化设备的调试方法和技巧,包括参数调整、故障排除等。
考生需要了解设备调试的基本流程和常见问题的解决方法。
2.3 自动化工程项目管理:考试会考察自动化工程项目的管理方法,包括项目计划、资源管理、进度控制等。
考生需要了解项目管理的基本概念和方法,如甘特图、PERT图等。
三、技术应用:3.1 工业自动化:考试会考察工业自动化系统的组成和应用,如PLC控制系统、SCADA系统等。
考生需要了解工业自动化系统的结构和功能,以及在工业生产中的应用场景。
3.2 机器人技术:考试会考察机器人的基本原理、运动学和控制方法等。
考生需要了解机器人的结构和分类、运动学建模方法、路径规划等。
3.3 智能创造:考试会考察智能创造的概念和关键技术,如物联网、大数据分析等。
考生需要了解智能创造的特点和应用,以及相关技术的原理和方法。
自动化工程师考试自动化工程师考试是一项评估个人在自动化领域知识和技能的考试。
该考试旨在测试考生对自动化系统设计、开辟、调试和维护的理解和能力。
以下是关于自动化工程师考试的详细内容。
一、考试概述自动化工程师考试是一项综合性的考试,涵盖了自动化系统的各个方面。
考试内容包括但不限于自动化系统设计、PLC编程、传感器和执行器选择、通信协议、工业网络、数据采集与处理、故障诊断与排除等。
二、考试内容1. 自动化系统设计考生需要了解自动化系统的设计原则和方法,包括需求分析、系统拓扑结构设计、硬件选型、软件设计等。
考试中可能会涉及到不同领域的自动化系统设计,如工业自动化、家庭自动化等。
2. PLC编程PLC(可编程逻辑控制器)是自动化系统中常用的控制设备。
考生需要掌握PLC的基本概念、编程语言(如Ladder Diagram、Structured Text等)、程序调试和优化等技能。
考试中可能会涉及到PLC的逻辑控制、定时控制、计数控制等。
3. 传感器和执行器选择传感器和执行器是自动化系统中的重要组成部份。
考生需要了解各种传感器和执行器的工作原理、特点和选择方法。
考试中可能会涉及到温度传感器、压力传感器、机电驱动器等。
4. 通信协议自动化系统中的设备需要进行数据交换和通信。
考生需要了解常见的通信协议,如Modbus、Profibus、CAN等。
考试中可能会涉及到通信协议的配置、数据传输和网络拓扑等。
5. 工业网络工业网络是自动化系统中的重要组成部份,用于连接各个设备和系统。
考生需要了解工业网络的类型、拓扑结构、通信方式和安全性等。
考试中可能会涉及到以太网、工业以太网、无线网络等。
6. 数据采集与处理自动化系统中的数据采集和处理对于实时监测和控制至关重要。
考生需要了解数据采集的方法、传输方式和处理算法等。
考试中可能会涉及到摹拟信号采集、数字信号处理、数据存储和分析等。
7. 故障诊断与排除自动化系统中往往会浮现故障,考生需要具备故障诊断和排除的能力。
自动化工程师考试标题:自动化工程师考试引言概述:自动化工程师考试是评估个人在自动化领域知识、技能和能力的重要方式。
通过考试,考生能够展示自己的专业素质和实际应用能力,从而获得认可和资质。
本文将详细介绍自动化工程师考试的内容和要求,匡助考生更好地准备考试。
一、考试范围1.1 硬件知识- 了解各种传感器、执行器和控制器的原理和应用。
- 掌握各类电气元件的特性和使用方法。
- 熟悉PLC、DCS等自动化控制系统的结构和工作原理。
1.2 软件技能- 掌握编程语言,如C/C++、Python等,用于自动化系统的编程开辟。
- 理解各种自动化软件工具的原理和应用,如MATLAB、Simulink等。
- 熟悉各类数据库和数据处理技术,用于自动化系统的数据管理和分析。
1.3 系统集成与调试- 理解自动化系统的整体架构和各个模块之间的关系。
- 掌握系统集成和调试的方法和技巧,能够快速排除故障。
- 熟悉自动化系统的安装、调试和维护流程,具备项目管理能力。
二、考试要求2.1 理论知识- 具备自动化工程师所需的基础理论知识,包括电气、电子、控制理论等。
- 理解自动化系统的基本原理和工作方式,能够分析和解决常见问题。
- 熟悉自动化领域的最新技术和发展趋势,具备学习和创新的能力。
2.2 实践能力- 具备自动化系统的设计和开辟能力,能够根据需求进行系统设计和编程。
- 能够独立完成自动化系统的调试和优化,确保系统的稳定运行。
- 具备故障诊断和故障处理的能力,能够迅速恢复系统的正常工作。
2.3 综合素质- 具备良好的沟通和团队合作能力,能够与不同部门和专业人员合作。
- 具备较强的学习和自我提升能力,能够不断适应自动化领域的发展。
- 具备责任心和工作积极性,能够按时高效地完成任务。
三、考试准备3.1 学习计划- 制定合理的学习计划,合理安排时间和学习内容。
- 针对考试内容,有针对性地进行学习和复习。
3.2 资料准备- 采集相关的教材、参考书和学习资料,确保全面掌握考试内容。
第一章自动控制系统的基本概念1、化工自动化的主要内容:自动检测系统、自动信号和连锁保护系统、自动操纵及自动开停车系统、自动控制系统。
2、自动控制系统能在没人直接干预的情况下,自动地排除各种干扰因素对工艺参数的影响,使它们始终保持在预先规定的数值上,保证生产维持在正常或最假的工艺操作状态。
3、自动控制系统的基本组成:被控对象及自动化装置,其中自动化装置又包含测量原件与变送器、控制器和执行器。
4、自动控制系统的方块图:每个方块都代表一个具体装置,方块与方块之间的连接代表方块之间的信号联系,方块之间连接线的箭头代表信号作用的方向。
5、自动控制系统是具有被控变了负反馈的闭环系统。
而自动检测、自动操纵等系统是开环系统。
6、反馈控制方式是按偏差进行控制的,其特点是不论什么原因使被控变量偏离期望值而出现偏差时,必定会产生一个相应的控制作用去减小或消除这个偏差,使被控变量与期望值趋于一致。
7、按被控变量的给定值是否变化和如何变化分类,自动控制系统可分为定值控制系统、随动控制系统和程序控制系统。
8、自动化领域中,把被控变量不随时间而变化的平衡状态称为系统的静态;把被控变量随时间变化的不平衡状态称为系统的动态。
9、静态是指系统中各信号的变化率为零,即信号保持在某一常数不变化,而不是物料不流动或能量不交换。
10、自动控制系统在静态时,生产还在进行,物料和能量仍然有进出,只是平衡进行没有改变就是了,这与习惯上所说的静止是不同的。
11、系统由一个平衡状态过渡到另一个平衡状态的过程,称为系统的过渡过程。
12、系统中过渡过程中,被控变量随时间变化的。
13、自动控制系统在阶跃干扰作用下的过渡过程的基本形式:非周期振荡过程、衰减振荡过程、等幅振荡过程和发散振荡过程。
14、衰减振荡的过渡过程的品质指标如下:最大偏差:被控变量偏离给定值的最大数值。
超调量:被控变量偏离新的稳定值得最大数值。
衰减比:前后相邻两个峰值的比。
余差:当过渡过程终了时,被控变量所达到的新的稳定值与给定值之间的偏差。
大学自动化专业考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 自动化技术的核心是()。
A. 计算机技术B. 控制技术C. 通信技术D. 传感器技术答案:B2. 在自动化系统中,用于将传感器信号转换为可处理信号的设备是()。
A. 放大器B. 模数转换器C. 滤波器D. 信号发生器答案:B3. PID控制器中的“P”代表()。
A. 比例B. 积分C. 微分D. 优先答案:A4. 自动化系统中,用于实现远程监控和控制的网络协议是()。
A. HTTPB. FTPC. TCP/IPD. SMTP答案:C5. 以下哪个不是自动化系统中常用的执行机构()。
A. 电机B. 气缸C. 显示器D. 伺服机构答案:C6. 在自动化生产线中,用于精确控制机器运动的设备是()。
A. 传感器B. 可编程逻辑控制器(PLC)C. 变频器D. 人机界面(HMI)答案:B7. 以下哪个算法常用于自动化系统中的路径规划()。
A. 快速傅里叶变换(FFT)B. 动态规划C. 遗传算法D. 卡尔曼滤波答案:B8. 自动化系统中的“闭环控制”指的是()。
A. 只有反馈控制B. 只有前馈控制C. 反馈控制与前馈控制相结合D. 既没有反馈控制也没有前馈控制答案:C9. 在自动化技术中,用于减少噪声对系统性能影响的措施是()。
A. 增加系统增益B. 使用低通滤波器C. 增加系统延迟D. 减少系统负载答案:B10. 自动化专业中,通常使用哪种软件进行控制系统的仿真()。
A. MATLAB/SimulinkB. Adobe PhotoshopC. Microsoft ExcelD. AutoCAD答案:A二、填空题(每空3分,共30分)11. 自动化系统的设计原则包括系统的______性、可靠性、______性和经济性。
答案:可扩展、实时12. 在自动化设备中,PLC的全称是______。
答案:可编程逻辑控制器13. 一个典型的自动化控制系统通常由______、执行器、控制器和______组成。
工业自动化面试知识点1. 什么是工业自动化?工业自动化是指利用计算机、电子技术和信息技术等现代科学技术手段,对工业生产过程中的控制、监测、调节和管理等操作进行自动化的技术和方法。
2. 工业自动化的优势•提高生产效率:自动化系统能够快速、准确地执行任务,从而提高生产效率。
•提高产品质量:自动化系统能够精确控制各个环节,减少人为错误,提高产品质量。
•减少人力成本:自动化系统能够代替部分人力工作,减少人力成本。
•提高工作安全性:自动化系统能够处理一些危险、重复性高的工作,提高工作安全性。
3. 工业自动化的应用领域•制造业:自动化生产线、机器人应用等。
•物流仓储:自动化仓储设备、智能物流系统等。
•能源与环保:智能电网、污水处理等。
•城市基础设施:智能交通系统、智能楼宇等。
4. 工业自动化的基本原理•传感器:用于采集各种工业过程中的信号。
•执行器:根据控制信号执行相应的动作。
•控制系统:对传感器采集到的信号进行处理和控制。
•人机界面:提供人机交互操作的界面,如触摸屏、键盘等。
5. 工业自动化的常用控制方法•PID控制:通过比较实际输出和期望输出,调整控制对象的控制量,使其逼近期望输出。
•模糊控制:模糊控制是一种基于模糊逻辑原理的控制方法,能够处理不确定性和模糊性。
•PLC控制:PLC(可编程逻辑控制器)是一种专门用于工业控制的计算机系统,具有高可靠性和实时性。
6. 工业自动化的网络通信协议•Modbus:一种常用的串行通信协议,用于连接多个设备。
•Profibus:一种基于现场总线的通信协议,用于工业自动化领域。
•Ethernet/IP:基于以太网的工业自动化通信协议,支持实时性和可靠性要求。
7. 工业自动化的软件系统•SCADA系统:用于监控和控制工业过程的软件系统,可以实时获取数据和控制设备。
•MES系统:制造执行系统,用于管理和控制整个制造过程。
•DCS系统:分布式控制系统,用于对工厂各个环节进行监控和控制。
自动化判断题1图形符号和文字标号用以表示和区别二次回路图中的各个电气设备。
(√)2、对电子仪表的接地方式应特别注意,以免烧坏仪表和保护装置中的插件。
(√)3、在混凝土和泥土等导电地面使用电烙铁,其外壳必须妥善接地,以防触电。
(、4、互感器二次绕组在接入仪表时极性的反正无所谓。
(×)5、回路编号用来区别电气设备间互相连接的各种回路。
(√)6、断路器控制回路的绿灯HG亮表示断路器处于合闸位置。
(×)7、一只电流表测量系统电流,这种方式适合于负荷电流不平衡的回路。
(×)8、为了使UPS更好地工作,要定期对它充放电。
(√)9、对于感性负载,在相量图上相电流滞后相电压。
(√)10、电流互感器在运行状态下,二次绕组不允许开路。
(√)Us远动遥信中,位置信号反映的是断路器或隔离开关所处的位置。
(√)12、将模拟量变成数字量的过程称为模数转换。
(√)13、计算机控制系统在线静、动态画面编辑是人机会话的主要功能之一。
(√)14、RTU的主要功能之一是接收调度中心发来的遥控、遥调命令。
(√)15、电网中隔离开关的〃开〃、〃合〃不会引起电网结构改变。
(×)16、A/D转换完所得的数码就是测量的遥测值。
(×)17、遥控变电站的开关,只有在调度端操作。
(×)18、电力系统中的遥信量是数字信息量。
(√)19、电力系统中实时采集的数字量信息包括状态信号、刀闸信号、保护信号及事故总信号。
(√)20、电力系统中的有功、无功、电压、电流等遥测量是模拟量信息。
(√)21、遥控操作过程分为遥控选择、遥控返校、遥控执行三个步骤来完成。
(√)22、测量电路电压时,应将电压表并联在被测电路的两端。
(√)23、变送器的电流输入端子必须用可熔断保险的端子。
(×)24、高质量地安装远动设备是其可以正常运行的基础。
(√)25、在运行的变电站施工,安装工作中打开的孔洞要及时封好。
(√)26、控制电缆可以相互平行敷设。
自动化考试试题及答案自动化考试试题及答案是许多学生备考的重要工具。
通过解答试题和了解答案,学生可以更好地掌握相关知识和技能,提高在考试中的成绩。
本文将提供一些自动化考试试题及答案的资料,供大家参考。
第一部分:自动化概念和原理1. 什么是自动化?自动化是一种利用各种装置和系统设备以及计算机技术来实现对生产或工业过程的控制和管理的技术和方法。
2. 自动化的目的是什么?自动化的目的是提高生产效率、减少人力投入、提高产品质量,并实现生产过程的自动化控制和管理。
3. 自动化系统的组成部分有哪些?自动化系统的组成部分包括传感器、执行器、控制器、人机界面和通信网络等。
4. 自动化系统的几个层次是什么?自动化系统可以分为仪表控制层、PLC控制层和DCS控制层等。
5. 什么是传感器?传感器是一种能够感知和测量环境中各种物理量的设备,如温度、压力、湿度等。
6. 什么是执行器?执行器是根据控制信号完成各种动作或操作的设备,如电动阀门、电机等。
7. 什么是控制器?控制器是用于处理和执行控制算法的设备,如PLC(可编程逻辑控制器)、微处理器等。
8. 什么是人机界面?人机界面是用于人与自动化系统进行交互和信息显示的设备,如触摸屏、显示屏等。
9. 自动化系统中的通信网络有哪些?自动化系统中的通信网络包括以太网、现场总线、无线传输等。
10. 自动化系统的特点是什么?自动化系统具有高效性、可靠性、灵活性和安全性等特点。
第二部分:自动化应用案例1. 工业自动化应用案例案例一:某化工厂生产线的自动化系统,可以实现原料输送、搅拌、加热、冷却等过程的自动控制,提高了生产效率和产品质量。
案例二:某汽车厂的焊接生产线采用自动化机器人进行焊接作业,提高了焊接质量和工作效率。
2. 家庭自动化应用案例案例一:某家庭的智能家居系统,可以实现对电器设备的远程控制,如灯光、空调等,提高了生活的便捷性。
案例二:某家庭的智能安防系统,可以实现对家庭安全的监控和报警,保障家庭的安全。
1.孕育阶段:1922年,美国N. 米诺尔斯基提出PID控制方法。
1927年,H.S.布莱克提出改善放大器性能的负反馈方法。
诞生阶段:1948年,美国人N.纳维的《控制论》一书出版。
1954年,中国钱学森的《工程控制论》一书出版。
发展阶段:1971年,美国英特尔公司研制出第一台4位微处理机Intel 4004。
1980年以后,自动化科学技术取得重大发展,处于高峰发展阶段。
2.意义:a.自动化科学技术广泛地进入社会,有利于创造更多的就业机会,提高劳动生产率,改善劳动条件,提高人民生活质量和全社会的文化素质。
b.自动化科学技术的发展同样地促进其它自然科学、社会科学和人文科学等各学科的发展。
3. 研究内容:1)控制理论2)控制工程3)系统科学与系统工程4)模式识别5)人工智能(机器智能)6)机器人学与机器人技术4.控制理论的定义:指的是按被控对象运动规律与周围环境特征、通过能动地采集和运用信号施加控制作用、从而使被控对象稳定工作、且具有预定功能和性能的控制方法。
5.被控对象的分类:按被控对象的模型来分:1)有模型系统a.线性系统b.非线性系统c.分布参数系统d.离散事件动态系统(DEDS)e.复杂系统2)无模型系统6.线性系统的定义:用函数描述法表达被控对象时,能用线性常微分方程或方程组来描述的系统称为线性系统。
7. 线性系统理论:1)古典控制方法:时域分析法、根轨迹法和*频域法。
2)现代控制方法:状态空间理论、多变量频域法和其它几何、代数方法。
8.非线性系统的定义:用函数描述法表达被控对象时,只能用非线性常微分方程或方程组来描述的系统称为非线性系统,或称为本质非线性系统。
9.古典控制方法:1)近似线性化法2)精确线性化法3)相平面分析法4)渐近展开计算法5)谐波平衡法(描述函数法)现代控制方法1)滑模变结构控制法2)反步设计法3)齐次控制法4)微分平滑法5)*其它各种微分几何方法10.分布参数系统的定义:可以用偏微分方程、微积分方程或带时滞的方程来描述的一类“无穷维”系统称为分布参数系统。
11. 方法:由于对分布参数系统进行理论分析比较困难,计算量大,通常只能用“有穷维近似”的方法来处理。
12.离散事件动态系统的定义:系统的状态只能由若干离散值来描述、其演化是由一些突发事件来驱动的系统称为离散事件动态系统。
驱动系统状态转移的“事件”的发生和持续时间可以是确定的,也可以是随机变量;系统的目标可以是达到一定的状态,也可以是按特定的轨道达到某些数字指标的最佳值。
13.目前已经提出许多数学模型来描述离散事件动态系统的逻辑、时间和随机各层次的特性:排队网络、广义半Markov 过程、Petri 网、有限自动机产生的形式语言、有限递归过程、极大代数下的线性动态系统。
这些模型各有优缺点,往往需要采用多模型集成描述法才能较好地兼顾到普适性和可操作性。
14.离散事件动态系统的设计和控制涉及到多层次的问题。
首先是保证其逻辑功能的需求描述、编程实现、校验纠错等逻辑层次的设计和监控问题;其次要考虑时间的实时调度、流率控制及动态性能分析问题;此外还要考虑随机环境下的品质分析、控制和优化问题。
15.复杂系统的定义:所谓复杂系统指的是系统结构具有多层性、子系统模型具有多样性、相互关联具有复杂性、目标具有多重性及信息具有不确定性的系统。
16.a)人机结合、从定性到定量的综合集成法它是钱学森和戴汝为先生提出的。
其过程如下图:从上图“综合集成法的集成过程”可以看到人(创新团队)在发挥着重要作用,人机结合在信息空间综合了网络上的群众智慧。
从方法论方面来看,其过程正是从定性到定量在多个层面中反复作用的过程,它是一种当代的科学创造方法论。
一些综合集成工程的实践事例已证明它是科学创新的有效手段。
b)平行控制理论与方法中科院自动化所的王飞跃先生提出了应用于复杂系统的“平行控制理论与方法”,其核心是传统自适应控制思想的自然拓展,其实质是反复利用先进的信息技术和计算方法使原始反馈思路变成不断探索、不断改善的可计算的反馈原理。
具体应用时,涉及“平行步骤与培训”、“平行实验与评估”和“平行管理与控制”等3个内容。
17.鲁棒控制要求当被控对象模型结构和参数不精确,且可能在一定范围内取值时,控制系统均能正常工作。
模型参数变化范围大,控制系统能正常工作,则称系统的鲁棒性强,反之则反之。
方法:使系统对某些输入的响应最小的H∞优化设计方法。
18.自适应控制要求在被控对象或环境特性飘移变化时,控制系统能自动地跟踪这种变化,并施加调节,使系统保持良好的控制品质。
自适应控制是根据误差来改变系统的参数的,这种改变是一种渐变过程。
如果被控对象参数不变化,则自适应控制逐渐退化为定常控制19.。
自适应控制主要有模型参考和自校正两种类型,分别如图2.2、图2.3所示。
图2.2 模型参数自适应控制(MRAC)的结构框图图2.3 自校正自适应控制(ATAC)的结构框图19.容错控制要求在控制系统中的部件出现故障、失灵时,系统能及时地发现,并加以克服,以维持系统的控制功能和控制性能。
这就要求它应具备下列的基本功能:故障检测、故障定位、诊断与评估、系统重构(自组织)。
20.智能控制至今尚无一个统一的定义。
从广义讲,智能控制方法是一种更好地模仿人类智能的非传统控制方法。
所谓“传统控制方法”,指的是被控对象和环境特征有明确的数字描述、控制目标清晰、可以量化的控制方法,即指上述的有模型系统的控制理论。
按控制算法来分,智能控制方法可分为:1)模糊集控制2)神经网络控制3)粗糙集控制4)可拓控制5)灰色控制6)微粒群控制7)蚁群控制8)遗传控制9)免疫控制10)进化控制按体系结构来分, 智能控制方法可分为:1)递阶分布式控制2)模糊控制3)神经网络控制4)专家系统控制5)学习控制21.传感器的定义:把非电量的物理量转换为电量的器件。
传感器的作用:用于检测被控对象某一或某些物理量,并构成闭环系统,以提高控制系统的性能。
22.传感器信息融合技术的定义:这是一种能够准确、客观地描述“由多个多种传感器来感知这些传感器所表达的物理量所构成的环境”的技术。
传感器信息融合技术的作用:1)增强控制系统可靠性,减少信息的模糊、不确定性。
当一些传感器失灵或受干扰时,还有其它传感器继续提供信息;2)扩展探测空间和时间,提高探测能力;3)为控制系统的决策提供依据。
23.递阶分布式控制的体系结构:第一级为组织级,主要功能是任务描述和任务分配;第二级为协调级,主要功能是协调,即系统执行各自任务的同时会产生矛盾与冲突,需要进行冲突消解;第三级为现场执行级,主要功能是子任务的执行。
递阶分布式控制的优点:1)提高控制系统的抗干扰能力及系统性能; 2)实现功能分散、危险分散,提高控制系统的可靠性; 3)实现测控管一体化。
24.24.FCS上位机的管理软件FCS中的各个自动化装置由控制系统中的上位机来管理。
通常FCS上位机运行于Windows NT环境下,系统管理软件是一套离线组态、在线监控的实时多任务应用软件。
管理软件中的任务分为不同层次,各项任务被赋予不同的优先级,使重要的任务能够得到及时响应。
上位机应实现以下各种功能:系统、数据库、历史库、图形、控制算法和数据报表等各种组态,实时数据、历史数据、图形和参数列表等的各种显示,数据打印输出,数据输入与参数修改,控制调节,故障报警及处理,通讯接口与人机交互等。
25.模式识别的定义:模式识别又称为模式信息处理,是一门研究用计算机对一般由人类感觉器官接受的图像、图形、表格、文字、语音等的模式信息进行处理、描述和分类的学科。
26. 马尔视觉计算理论美国麻省理工学院的马尔(Marr)教授创立了“视觉计算理论”。
马尔视觉计算理论认为,视觉的识别过程分为三个阶段。
第一阶段是初始简图(Primal Sketch),其目的是把二维图像中的边界、顶角、交边等重要信息表达清楚;第二阶段是“二维半计算”(2.5d Sketch),描述出景物的三维可见表面,可称为“早期视觉”;第三阶段是三维景物的恢复与识别,这需要增加约束和利用经验知识。
27机器视觉的硬件是CCD摄像头,软件(处理方法)主要是贝叶斯(Bayes)决策为基础的特征空间划分的分类器法,以K均值聚类为代表的聚类法和以K-L变换为基础的特征选择法。
28.机器听觉的硬件是话筒,软件(处理方法)主要是线性预测技术(LPC)、动态规划法(DP)、矢量量化技术(VQ)、隐Markov模型识别法(HMM)等语音识别方法。
29.人工智能的定义人工智能(Artificial Intelligence—AI)这一术语的出现至今还没有一个统一的定义。
但是,可以认为:人工智能是一门研究用机器从事和模仿、以实现人类某些智能行为(如推理、理解、规划、决策、抽象、学习、创造等)的学科,又称为机器智能(Machine Intelligence)学科。
30.孕育阶段(1930年—1950年)1936年,图灵(Turing)创立了理想计算机模型的自动机理论。
诞生阶段(1950年—1970年)1956年,西蒙(H.A.Simon)等人正式提出“人工智能”(AI)的概念。
同年,西蒙的“逻辑理论家”程序证明了Russell的《数学原理》书中的38条定理,改进后能证明52条定理。
发展阶段(1970年—至今)1970年以后,涌现出一批实用的专家系统,如专家咨询系统MYCIN、矿藏勘探专家系统PROSPECTOR等。
1986年,吴文俊提出基于代数的表达和推理的吴方法,它用于几何定理的证明。
31.符号主义(Symbolicism)学派符号主义又称为逻辑主义,其理论基础是物理符号系统假设和有限合理性原理。
符号主义认为:人的认知基元是符号,认知过程是符号操作的过程。
符号主义的代表性成果:Newell和Simon等人研制的“逻辑理论家”程序LT,它用于数学定理的证明。
符号主义的代表人物:纽威尔(Newell)、西蒙(Simon)、罗宾逊(Robinson)、吴文俊。
32.联结主义(Connectionism)学派以网络联结为基础的联结主义认为:人的认知基元是神经元,认知是在一起受激发的神经元共同作用的结果。
人工神经网络以分布方式存储信息,以并行方式处理信息,具有自组织、自学习能力,适合用于模拟人的形象思维。
联结主义的代表性成果:皮茨(W.Pitts)的MP模型;鲁梅尔哈特、麦克莱兰等的BP网络;霍普菲尔德(Hopfield)的反馈网络。
联结主义的代表性人物:皮茨(W.Pitts)、鲁梅尔哈特、麦克莱兰、霍普菲尔德。
33.行为主义(Actionism)学派行为主义又称进化主义或控制论学派。
行为主义认为:人类智能行为是由“非符号处理”的信号所产生的,智能行为是感知→动作过程。