前言自动控制技术的历史和发展
- 格式:ppt
- 大小:13.89 MB
- 文档页数:9


自动控制发展历程
自动控制作为一种科学技术,随着科技的发展而不断发展,影响到着
现代技术发展的方方面面,在改善社会管理、优化生产经营、增强安全防
护等方面发挥着重要作用。
自动控制的发展历程始于20世纪50年代,当时应用于气象学、化学
制药、建筑物机械控制等领域。
50年代中,自动控制理论开始初具规模,同时,第一代自动控制器也诞生了。
到60年代,自动控制的研究变得愈
发注重实时、计算机辅助,采用自动控制技术的机械系统也开始发展出来。
70年代,随着计算机科学及智能技术的发展,自动控制又得到了极
大的发展。
计算机辅助的自动控制器开始出现,可以实现对更复杂的系统
进行控制。
同时,出现了多元化的控制策略,从最初的离散型PID控制,
发展到基于神经网络的自适应控制,以及基于模糊逻辑的控制等,使自动
控制有了新的发展方向。
80年代,自动控制的发展又有了新的突破:系统整合度变得更高,
可以实现对一个较大系统的一次性集成控制,比如对整个发动机系统的整
体控制,实现自动控制的功率更高、经济性更好;实时定位技术被成功应
用于自动控制,使自动控制可以实现实时定位。
自动控制理论发展摘要:本文主要回顾了“自动控制理论”的产生与发展过程,通过对不同时期,不同阶段的理论研究成果的简要介绍,掌握经典控制理论、现代控制理论、大系统理论和智能控制系统理论知识理论框架,进而加深对“自动化控制理论”认知。
关键词:自动控制理论产生与发展过程理论框架结构控制论一词Cybernetics,来自希腊语,原意为掌舵术,包含了调节、操纵、管理、指挥、监督等多方面的涵义。
[1]因此”控制”这一概念本身即反映了人们对征服自然与外在的渴望,控制理论与技术也自然而然地在人们认识自然与改造自然的历史中发展起来。
一、经典控制论阶段(20世纪50年代末期以前)经典控制理论,是以传递函数为基础,在频率域对单输入---单输入控制系统进行分析与设计的理论[4]1、控制系统的特点单输入---单输出系统的,线性定常或非线性系统中的相平面法也只含两个变量的系统。
2、控制思路基于频率域内传递函数的“反馈”和“前馈”控制思想,运用频率特性分析法、根轨迹分析法、描述函数法、相平面法、波波夫法,解决稳定性问题。
3、发展事件回顾[4][5]1)我国古人发明的指南车就应用了反馈的原理2)1788年J.Watt在发明蒸汽机的同时应用了反馈思想设计了离心式飞摆控速器,这是第一个反馈系统的方案。
3)1868年J.C.Maxwell为解决离心式飞摆控速器控制精度和稳定性之间的矛盾,发表《论调速器》,提出了用基本系统的微分方正模型分析反馈系统的数学方法。
4)1868年,韦士乃格瑞斯克阐述了调节器的数学理论。
5)1875年E.J.Routh和A.Hurwitz提出了根据代数方程的系数判断线性系统稳定性方法6)1876年俄国学者N.A.维什涅格拉诺基发表著作《论调速器的一般理论》,对调速器系统进行了全面的理论阐述。
7)1895年劳斯与古尔维茨分别提出了基于特征特征根和行列式的稳定性代数判别方法。
8)1927年H.S.Black发现了采用负反馈线路的放大器,引入负反馈后,放大器系统对扰动和放大器增益变化的敏感性大为降低。
自动控制发展的历程
随着科技的发展,自动控制发展应运而生。
由于机械自动化、计算机科学、信息技术的连续发展,自动控制已经产生了巨大的普及趋势,并且在工业过程控制中如火如荼的发展。
自动控制的发展始于上世纪50年代,比较早期的自动控制技术是通过传感器采集机器的参数,然后将其发送到控制系统,控制系统将输入信号进行比较,然后根据比较结果输出信号来驱动电动机的运行。
机器和控制系统的结构相对单一,功能相对单一,自动控制的范围也相对狭窄。
随着计算机科学、信息技术的崛起,自动控制的结构和功能更加成熟丰富,开始出现微机控制、模拟控制、智能控制、现场总线控制、分布式控制等新型自动控制系统,以及模糊控制、神经网络控制、遗传算法控制等新型技术。
这些新技术使自动控制系统变得前所未有的强大,自动控制的范围也变得更加广阔。
进入21世纪以后,自动控制领域又经历了新的发展,物联网、感知计算、人工智能技术的发展成为自动控制发展的新引擎。
自动控制发展历程作者:刘雅轩来源:《科学与财富》2020年第10期自动控制是指应用自动化仪器仪表或自动控制装置代替人自动地对仪器设备或工业生产过程进行控制,使之达到预期的状态或性能指标。
经历了经典控制理论、现代控制理论、智能控制三个阶段。
为工业4.0智能化时代奠定了基础。
自动控制领域从古典控制理论、现代控制理论到现在的智能控制理论,经历了很长时e69da5e887aae799bee5baa631333366303130间的发展。
随着自动化技术的发展,它也面临着许多难题,如传统控制系统的设计和分析是建立在精确系统数学模型基础上的,而实际系统由于在复杂性、非线性、时变性、不确定性等情况,一般都无法获得精确的数学模型;当研究这些系统时,必须提出并遵循一些比较苛刻的假设,而这些假设在应用中往往与实际不相吻合;对于某些复杂的和包含不确定性的控制过程,根本无法用传统数学模型来表示,即无法解决建模问题;为了提高控制性能,传统控制系统可能变得很复杂,从而增加了设备的初投资,降低了系统的可靠性。
为了解决这些问题,就出现了智能控制理论。
随着人工智能、机器人、计算机和空间技术的迅速发展,智能控制也取得了重大进展。
各种智能咨询与决策系统、专家控制系统、学习控制系统、模糊控制系统和智能故障检测与诊断等已在工业过程控制、智能机器人控制、智能化生产系统和家用电气设备中都得到了成功的应用。
近年来自动控制技术发展迅猛,特别是计算机技术、网络和通信技术发展的突飞猛进,使人们籍助于许多使能技术的进步和一些开发工具的扩大,将人们构思的自动操作得以付诸实现。
如网络控制技术、可编程控制器等均属于自动化控制技术中的使能技术。
自动控制技术正向着网络化、集成化、分布化、节点节能化的方向发展。
自动控制技术有很强的应用背景,无论是在炼钢、轧钢、化工、石油、电力等工业上,或是造纸、纺织、皮革和食品等工业上;无论是在航空、航海、汽车和铁路运输工业和国防工业上,或是图书资料的管理、实验室技术设备上都得到广泛应用。