《自动化概论》习题讲解
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1.1试述自动化、自动控制及控制论三者间的区别和联系.答:自动控制是关于受控系统的分析、设计和运行的理论和技术,是自动化的核心和基础,一般来说子偶动画主要研究的是人造系统的控制问题。
基于自动控制原理和方法,人们对社会、经济、生物等非人造系统的控制问题进行了广泛研究、形成了相关控制分支。
2.1何谓“自动化'答:表示机器或设备在无人干预的情况下,按规定的程序或指令自动化进行造作或控制以达到预定的要求。
3.1自动控制控制系统有哪几个基本环节?答:给定环节、反馈环节、比较环节、控制器(调节器)、执行环节、被控对象、扰动、校正环节。
3.3恒值自动调节系统的功能是什么?答:要克服各种对被调节量的扰动而保持被调节量为恒值3.4程序自动控制系统的特点是什么?答:要按照预定的程序来控制被控制量。
即自动控制系统给定环节给出的给定作用为一个预定的程序。
原则上程序控制是可以开环的,但可以反馈来消除加工的误差,提高被加工工件的精度。
3.5随动系统(伺服系统)的特点?答:按照预先未知的规律来控制被控量,即自动控制系统给定环节给出的作用为一个预先下未知的随时间变化的函数3.8计算机控制的特点是什么?答;系统中在计算机前、后相应有采样器、模/数转换器、数/模转换器和保持器等外围设备一便与实际控制系统衔接,这样,一处或几处的型号具有数字代码,此外还有离散(采集)信号:以计算级程序来实现PID控制规律或更复杂的控制规律。
3.9远距离控制的特点是什么?答;在分离的设备之间设立专门的(通)信道。
(通)信道是传输信息的媒质或通道,如架空明线、同轴电缆、射频波束和光导4.2试描述自动控制系统中所发生的不稳定现象及其原因答;动态过程可能呈现类似正弦曲线状态,系统处于震荡过程中。
这是由于干扰和惯性造成的。
4.3扰动的补偿方法是否形成一个闭环控制/答:不是,是开环控制4.4 试比较反馈控制和扰动补偿两种方法,分析各自的优、缺点。
由反馈控制的基本结构可以看出,控制器由误差引起了动作,因此在反馈控制系统的调节过程中误差的发生不可避免。
第一讲思考题1.说说服务自动化对现在生活的影响①自动化无处不在:随着现代科技的日益进步,自动化很自然的就走入我们的生活,进入我们的视野,我们无时无刻都在自觉或不自觉就与自动化解下了不可化解的缘分。
小到自动门、声控灯,大到交通中的磁悬浮列车等等,数不胜数,自动化正在渗入我们的生活中,无处不在;②自动化无法取代:自动化可以说是人类前进道路上的另外一个里程碑,现代自动化,已经可以取代人类特有的技能,大大的节省了人力物力,可是自动化还像一个孩子一样的,还在茁壮成长,未来的世界将离不开自动化;③自动化无所不能:现代的科技以古时候的观点来着眼,可谓是神话一般的存在,相信未来的世界里,自动化将无所不能,成为人类最有力帮手,真正的神话还在未来。
2.以日常生活中的自动化设备为例,说说其工作原理①自动门:原理:自动门本身配置有感应探头能发射出一种红外线信号或者微波信号,当此种信号被靠近的物体反射时,就会实现自动开闭;过程:感应探测器探测,生成脉冲信号,传给主控器,判断后通知马达运行得到动力,将动力传给同步带,再由同步带将动力传给吊具系统使门扇开启;门扇开启后由控制器作出判断,如需关门,通知马达作反向运动,关闭门扇。
②声控灯:声控灯是一种声控电子照明装置,由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路组成。
由声音控制它的开关。
总之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。
第二讲思考题1.画出如下指南车的前馈控制方框图2.都是负反馈闭环控制,水位控制与导弹打飞机有什么本质不同①水位控制:过程比较繁琐,首先利用水的导电性,通过水与不同位置的钢针接触,获取不同的信息,经过电脑等设备的编码,具体化信息以后,获取不同的水位状态,再通过浮球等物件的参与,实现我们所需的目标。
②导弹:想对过程较为简单,只是技术含金量高,所要求的技术更高端一些,只要利用电磁波的作用,获取飞机的位置,然后设定好程序,直接打到目标为止。
一、单选题1、解耦控制对于()的控制是比较有效的。
A.单变量系统B.开环控制系统C.闭环控制系统D.多变量系统正确答案:D2、目前为止,现场最好用的,应用最广的依然是()控制算法A.模糊控制B.自适应控制C.预测控制D.PID正确答案:D3、一个控制系统总是由四部分组成()执行器、被控对象、传感器。
A.给定值B.被调量C.控制器D.期望值正确答案:C4、()的功能是将各种非电量按一定的规律转化成便于处理和传输的另外一种量。
A.控制器B.被控对象C.传感器D.执行器正确答案:C5、()简称PLC。
A.现场总线控制系统B.可编程逻辑控制器C.顺序控制系统D.分散控制系统正确答案:B二、判断题1、自适应控制就是能自动地适时地调节系统本身的控制规律和参数以适应外界或内部引起的各种干扰及系统本身参数的变化,使系统运行在最佳状态。
正确答案:√2、控制器发生变化一般是指结构发生变化或者参数发生变化。
正确答案:√3、自校正自适应控制就是通过在线检测被控对象的数学模型,根据这个模型不断地整定控制器的参数。
正确答案:√4、模糊控制是一种典型智能控制算法。
正确答案:√5、模糊控制算法也是非线性控制算法。
正确答案:√三、填空题1、数学模型一般有3种形式,微分方程,差分方程和()。
正确答案:传递函数2、试验建模通常有三种方法,(),最小二乘法,智能辨识方法。
正确答案:飞升曲线法3、衡量控制系统的三个品质指标()、准确性、快速性。
正确答案:稳定性4、()和实验建模是建模的两种常用方法。
正确答案:理论建模5、控制系统的()描述的是系统输入和输出之间的动态关系。
正确答案:数学模型。
《自动化概论》习题讲解自动控制原理是指在没有人直接参与的情况下,利用控制装置或控制器,使机器,设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。
课题组1 向新同学介绍:1-1自动化、自动控制及控制论三者的区别和联系,并具体说明自动化专业是一个口径宽、适应面广的专业。
1-2科学家和工程师有哪些本质区别,科学家/工程师各应该具备什么样的基本素质,并简述你在大学期间准备如何提高自己的个人素质的体会。
1-3自动化的概念,自动化的研究内容以及自动化与新技术革命的关系。
课题组2 科普文章:2-1 我国自动化的发展。
简述控制和自动化的发展,我国古代发明的重要自动装置,介绍指南车用途和原理、候风地动仪原理、宋代水运仪象台观察天文现象的原理等。
2-2 计算机与自动控制。
列举5种你认为对人类生产和生活最有影响的自动化技术或系统,以此说明计算机技术和自动控制或自动化技术的密切关系。
2-3 社会经济系统工程。
介绍社会经济系统工程的主要研究内容,讨论系统工程和自动化的关系。
课题组3 讨论发言稿:3-1 发言题目:经典控制理论与现代控制理论分析、设计方法向同学们介绍经典控制理论时期分析和设计自动控制系统的主要方法,现代控制理论分析和设计自动控制系统的主要方法。
3-2 发言题目:综合自动化向同学们介绍综合自动化,电子计算机在自动化技术中所起的作用,计算机控制的特点。
课题组4 你到一个高职学校去求职,就以下内容准备试讲稿:4-1 试比较自适应控制和自校正控制的异同,智能控制与普通控制的主要区别。
4-2 自动控制系统有哪几个基本环节(元件),何谓自动控制系统的“负反馈”。
介绍恒值自动调节系统、程序自动控制系统、随动系统的功能和特点。
4-3 何谓“扰动”?就图3.3说明有几种主要扰动?分析扰动的补偿方法,是否形成一个闭环控制?4-4 就图2.2(b)中水温自动调节系统作出含有基本环节的功能框图。
课题组5 你参加一个教学研讨会议,就以下议题投稿:5-1 分析说明自动控制系统中发生的控制过程是一个动态过程,描述自动控制系统中发生的不稳定现象及其原因。
一、单选题1、仿真的()很关键,不能太大也不能太小,太大会丢信息,太小会增加计算机仿真的复杂程度.A.采样周期B.时间C.仿真步数D.计算步距正确答案:D2、仿真时间要求涵盖被仿真对象的全部()过程。
A.扰动B.稳定C.动态D.静态正确答案:C3、衡量控制系统的三个品质指标()、准确性、快速性。
A.动态性能B.稳态性能C.快速性能D.稳定性正确答案:D4、目标函数的设计过程中除了体现控制品质的要求还需要考虑()的输出。
A.控制器B.被控对象C.检测变送器D.执行机构正确答案:A5、目标函数中对控制品质的要求一般是通过()的平方来体现的。
A.测量值B.期望值C.被调量D.偏差正确答案:D6、()随着搜索维数的增加,其计算量呈指数增加,因此适合于低维空间。
A.遗传算法B.粒子群C.穷举法D.最小二乘法正确答案:C7、()属于群体智能,思想来源于蚂蚁找食物的过程。
A.粒子群算法B.模糊算法C.蚁群算法D.遗传算法正确答案:C8、遗传算法的第一步是(),种群规模和种群中个体的多样性尤其重要。
A.确定遗传因子B.确定遗传规则C.确定种群个数D.选择初始种群正确答案:D9、()是指给输入扰动加载单位阶跃输入,得到的输出曲线的形式。
A.脉冲曲线B.飞升曲线C.斜波曲线D.加速度曲线正确答案:B10、最小二乘方法适用于对()系统进行辨识。
A.单入单出B.多输入多输出C.单入多输出D.多输入单出正确答案:A11、()的设计目的在于克服单一的扰动。
A.前馈B.回路C.反馈D.前向通道正确答案:A12、史密斯预估控制特别适合于具有()特性的被控对象。
A.慢速B.大纯迟延C.稳定D.快速正确答案:B13、大纯迟延特性的被控对象的传递函数中τ表达的是()。
A.积分时间B.比例系数C.纯迟延时间D.微分时间正确答案:C14、()是当被控对象的输入发生变化时被控对象的输出要经过τ时间段内才能产生变化。
A.调节时间B.峰值时间C.微分时间D.纯迟延时间正确答案:D15、盲人爬山的路径优化需要解决两个问题。
一、单选题1、标准信号是指国际上统一的标准()到20毫安或者是1到5伏。
A.1B.3C.4D.2正确答案:C2、标准信号是指国际上统一的标准4到20毫安或者是1到()伏。
A.6B.5C.7D.8正确答案:B3、PI数据库是一种常见的()A.非实时历史数据库B.非关系数据库C.关系数据库D.实时历史数据库正确答案:D4、分散控制系统的()是把显示的内容集中在几台计算机上。
A.监控层B.控制层C.现场层D.管理层正确答案:A5、()的硬件组成结构就是一个三点一线的结构方式。
A.SCSB.DCSC.FCSD.PLC正确答案:B二、判断题1、I/O接口数据组态软件就是把I/O通道的地址与某一个设备连接起来正确答案:√2、操作员界面组态软件就是操作员能看到的软件。
正确答案:√3、现场总线控制系统把现场控制站放入了现场当中的具体的设备。
正确答案:√4、现场总线控制系统取消了传统控制系统中的控制层,保留了两层结构。
正确答案:√5、模糊控制算法也是非线性控制算法。
正确答案:√三、填空题1、()简称是MIS 。
正确答案:管理信息系统2、()是指通过射频识别红外感应器全球定位系统激光扫描器等信息传感设备按约定的协议把任何物品与互联网连接起来进行信息交换和通信以实现智能化识别定位跟踪监控和管理的一种网络。
正确答案:物联网3、()就是通过数学表达式来描述一个系统的运动过程。
正确答案:数学模型4、()是一种通过互联网来处理事情的方法和手段。
正确答案:云计算5、()简称为DAS是一个开环系统。
正确答案:数据采集系统。
1.说说服务自动化对现代生活的影响?答:(1)服务自动化使人们的生活更加便利,改变了人们的生活方式。
(2)服务自动化提高了现代人们的生活质量,方便了交通,改善了交通拥挤的问题。
(3)服务自动化解放了劳动力。
2.以日常生活中的自动化设备为例,说说工作原理?答;自动售货机。
自动化售货机是台机电一体化的自动化装置,在接受到货币已入的前提下,靠触摸控制按钮输入信号使控制器启动相关位置的机械装置完成规定动作,将货物输出。
1.2.画出如下指南车的开环控制方框图?答:小齿轮和大齿轮车轮齿轮方向杆3.水位控制与导弹打飞机控制有什么本质不同?答:(1)测量的仪器不同(2)水位控制是从控制器开始运行,而导弹打飞机是从火箭发动机开始运行。
(3)水位控制的控制器是固定量,导弹打飞机控制的控制器是变量。
5.工业PC与个人PC均为基于MPU的微型计算机,有何区别?答:工业PC是一种采用总线结构,对生产过程及机电设备,工艺装备进行检测与控制的工具,个人PC是由硬件系统和软件系统组成,是一种能独立完成特定功能的设备。
6.工业网络,互联网和手机移动网有什么区别?答:工业网络是指装在工业生产环境中的一种全数字化双向多站的通信系统。
互联网是网络以一组通用的协议相连,形式逻辑上的单一巨大国际网络。
手机移动网是可以移动的利用通用分组无线服务技术上网服务。
7. 有人说,自动化技术是“信息与物质,能量之间的桥梁”你认同吗?说出理由?答:同意。
因为自动化技术是一门多学科交叉的学科,自动化技术的控制需要运用计算机强大的计算功能来快速输入输出信息,实现能量的合理运用和物质在合理的操作下转化,从而,自动化技术使得信息与物质,能量获得联系,是其中的桥梁。
8.为什么说自动化专业的核心知识域是控制与智能?答:智能能极大的方便人们的操作,改变人们的生活,给社会带来新的变革。
而合理的控制则保证能精准的执行操作,达到节约能源,及更好的实现人们所预期的目标。
若在控制与智能领域得到重大突破,未来人们的生活将会比现在更加便利。
1.说说服务自动化对现在生活的影响答:服务自动化提高了服务效率、服务质量,降低了服务成本,改变了人们的服务方式,提高了人们的生活质量。
一些复杂难以完成服务交给自动化设备来完成解放了人们的双手。
例如在家庭方面自动化设备提供清洁服务、做饭服务、远程监控服务等节省了人们的时间与金钱使家庭生活变得更美好。
交通服务自动化使道路拥堵现象减少,提高了行车效率,更有效地确保交通安全。
2.以日常生活中的自动化设备为例,说说其工作原理答:以自动门为例,自动门由主控制器,感应探测器,动力马达,门扇行进轨道,门扇吊具走轮系统,同步皮带和下部导向系统组成。
感应探测器探测到有人进入时将脉冲信号传给生控制器,主控制器判断后通知马达运行,马达得到一定运行电流后做正确运行,将动力传给同步皮带,再由同步皮带将动力传给吊具系统使门扇开启,门扇开启后由控制器作出判断,如需关门则通知马达反向运行关闭门扇。
第二讲思考题1.画出如下指南车的前馈控制方框图2.都是负反馈闭环控制,水位控制与导弹打飞机有什么本质不同答:水位控制有一个控制量,一个被控量,一个反馈量,导弹打飞机的控制对象有许多;水位控制的希望液面是不变的而导弹打飞机的希望轨迹是变的;导弹打飞机有复杂的控制对象,需要更多检测与控制手段。
第三讲思考题1.工业PC与个人PC均为基于MPU的微型计算机,有什么区别?答:用途不同,工业PC应用于工业控制、测试等方面,个人PC应用于娱乐、办公、编程等方面;组成部件不同,工业PC用特种部件构成,环境适应性强;软件系统不同,工业PC的软件系统比较单一,个人PC的软件系统比较复杂。
2.工业网络和互联网、手机移动网络有什么区别?答:工业网络安装于工业生产环境中,互联网、手机移动网存在于人们日常生活中;工业网络是一种全数字化、双向、多位的通信系统而互联网、手机移动网的功能较强大;工业网络具有安装方便,模式化、易于诊断、自我构建和企业管理的优点,互联网、手机移动网的结构复杂。
《自动化概论》习题讲解自动控制原理是指在没有人直接参与的情况下,利用控制装置或控制器,使机器,设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。
课题组1 向新同学介绍:1-1自动化、自动控制及控制论三者的区别和联系,并具体说明自动化专业是一个口径宽、适应面广的专业。
1-2科学家和工程师有哪些本质区别,科学家/工程师各应该具备什么样的基本素质,并简述你在大学期间准备如何提高自己的个人素质的体会。
1-3自动化的概念,自动化的研究内容以及自动化与新技术革命的关系。
课题组2 科普文章:2-1 我国自动化的发展。
简述控制和自动化的发展,我国古代发明的重要自动装置,介绍指南车用途和原理、候风地动仪原理、宋代水运仪象台观察天文现象的原理等。
2-2 计算机与自动控制。
列举5种你认为对人类生产和生活最有影响的自动化技术或系统,以此说明计算机技术和自动控制或自动化技术的密切关系。
2-3 社会经济系统工程。
介绍社会经济系统工程的主要研究内容,讨论系统工程和自动化的关系。
课题组3 讨论发言稿:3-1 发言题目:经典控制理论与现代控制理论分析、设计方法向同学们介绍经典控制理论时期分析和设计自动控制系统的主要方法,现代控制理论分析和设计自动控制系统的主要方法。
3-2 发言题目:综合自动化向同学们介绍综合自动化,电子计算机在自动化技术中所起的作用,计算机控制的特点。
课题组4 你到一个高职学校去求职,就以下内容准备试讲稿:4-1 试比较自适应控制和自校正控制的异同,智能控制与普通控制的主要区别。
4-2 自动控制系统有哪几个基本环节(元件),何谓自动控制系统的“负反馈”。
介绍恒值自动调节系统、程序自动控制系统、随动系统的功能和特点。
4-3 何谓“扰动”?就图3.3说明有几种主要扰动?分析扰动的补偿方法,是否形成一个闭环控制?4-4 就图2.2( b)中水温自动调节系统作出含有基本环节的功能框图。
课题组5 你参加一个教学研讨会议,就以下议题投稿:5-1 分析说明自动控制系统中发生的控制过程是一个动态过程,描述自动控制系统中发生的不稳定现象及其原因。
1.说说自动化对现代生活的影响。
答:自动化很大程度上改变生产生活。
自动化普遍的提高了我们的生活水平,从吃穿住行到工业科技等各个方面。
生活基本上所有需要驱动的物品都涉及到自动化知识。
自动智能家居使人们生活变得简单了,各种机械工具的发明让人们不用再像以前一样劳累了,还有汽车火车飞机等交通工具的使用让人们的生活变得快捷方便。
自动化无时无刻不在影响着我们。
2. 以日常生活中的自动化设备为例说说其工作原理。
答:皮带输送机。
皮带输送机是流水线的一种,可以用来运输各种物品,在超市工厂都广泛运用。
皮带输送机主要由机架.输送皮带.皮带辊轴.张紧装置.转动装置组成。
通过转动装置带动皮带棍轴再带动皮带形成一个循环运输系统。
3.画出指南车的开环控制系统的方框图。
答:指南方控制量指南控制器驱动器指针4.都是负反馈闭环控制水位控制和导弹打飞机有什么不同?答:水位控制是根据实际偏差实现控制的,导弹打飞机是通过理论计算出偏差控制的。
5.工业PC与个人PC均为基于MPU的微型计算机,有什么区别?答:工业PC由于用途比较单一所以微处理器比较差运算速度比较慢,而个人PC微处理器的功能比较好运算速率比较快运行起来比较流畅。
工业PC常在恶劣环境下工作(工作时间长、气候恶劣、潮湿、振动、多尘、辐射、高温等等),当今个人PC大部分运行在安定的环境下(工作时间短、室内、常温)6.工业网络和互联网、手机移动网络有什么区别?答:工业网络的特点:安装布线方便;模块化;易于诊断;自我建构;企业化管理。
但标准太多,运用难度大。
而互联网手机移动网办理运用方便快捷,可以随时随地办理。
7.有人说,自动化技术是“信息与物质、能量之间的桥梁”,你同意吗?说出理由答:同意。
理由:信息经过获取传输应用等环节实现物质能量的控制与转换。
自动化技术很好的将能源利用来催动物体从而传递出信息让物质自动运作。
8.为什么自动化专业最核心的知识领域是:控制和智能?答:控制与智能是自动化的基础自动化是通过人工智能控制实现的。
自动化概论作业—智能控制智能控制基本概念智能控制的定义一: 智能控制是由智能机器自主地实现其目标的过程.而智能机器则定义为,在结构化或非结构化的,熟悉的或陌生的环境中,自主地或与人交互地执行人类规定的任务的一种机器.定义二: K.J.奥斯托罗姆则认为,把人类具有的直觉推理和试凑法等智能加以形式化或机器模拟,并用于控制系统的分析与设计中,以期在一定程度上实现控制系统的智能化,这就是智能控制.他还认为自调节控制,自适应控制就是智能控制的低级体现.定义三: 智能控制是一类无需人的干预就能够自主地驱动智能机器实现其目标的自动控制,也是用计算机模拟人类智能的一个重要领域.定义四: 智能控制实际只是研究与模拟人类智能活动及其控制与信息传递过程的规律,研制具有仿人智能的工程控制与信息处理系统的一个新兴分支学科。
智能控制的特点同时具有以知识表示的非数学广义模型和以数学模型表示的混合过程,也往往是那些含有复杂性,不完全性,模糊性或不确定性以及不存在已知算法的非数学过程,并以知识进行推理,以启发引导求解过程;智能控制的核心在高层控制,即组织级;智能控制器具有非线性特性;智能控制具有变结构特点;智能控制器具有总体自寻优特性;智能控制系统应能满足多样性目标的高性能要求;智能控制是一门边缘交叉学科;智能控制是一个新兴的研究领域。
智能控制的主要技术方法智能控制是以控制理论、计算机科学、人工智能、运筹学等学科为基础,扩展了相关的理论和技术,其中应用较多的有模糊逻辑、神经网络、专家系统、遗传算法等理论和自适应控制、自组织控制、自学习控制等技术。
专家系统专家系统是利用专家知识对专门的或困难的问题进行描述. 用专家系统所构成的专家控制,无论是专家控制系统还是专家控制器,其相对工程费用较高,而且还涉及自动地获取知识困难、无自学能力、知识面太窄等问题. 尽管专家系统在解决复杂的高级推理中获得较为成功的应用,但是专家控制的实际应用相对还是比较少。
自动化学科概论姓名:赵聪杰班级:自卓越2012学号:12671062251)根据你目前的理解, 自动化科学与技术的核心是什么?自动化专业的特点是什么?答:自动化科学与技术的核心是信息、控制和系统,控制与系统不但是自动化科学与技术与其他学科技术最大的不同点,更是自动化对其他许多科学技术发展所做的重要贡献所在。
控制的核心是反馈。
自动化专业的特点:强弱电并重,软硬件兼顾,控制理论和实际系统相结合,面向运动控制、过程控制和其他控制,使学生的知识面宽、基础扎实,适应面宽。
2)开环控制和闭环控制的差异是什么?解释闭环PID控制的作用?答:开环控制与闭环控制的区别就在于控制系统中有无反馈环节,所谓闭环控制就是存在反馈环节的控制。
这样的系统能够适时地检测控制的输出结果,并将检测到的信息通过反馈环节反映到输入端,调整输入量,达到修正控制误差、提高控制精确度的目的。
比例调节作用:是按比例反应系统的偏差,系统一旦出现了偏差,比例调节立即产生调节作用,用以减少偏差。
积分调节作用:是使系统消除稳态误差,提高误差度。
因为有误差,积分调节就进行,直至无差。
积分调节停止。
积分作用常与另两种调节规律结合,组成PI调节器或PID调节器。
微分调节作用:微分作用反映系统偏差信号的变化率,具有预测性,能预见偏差变化的趋势,因此具有超前的作用,在偏差还没有形成之前,已被微分调节作用消除。
因此,可以改善系统的动态性能。
微分作用不能单独作用,需与另外两种调节规律相结合,组成PD或PID控制器。
为了使系统更加稳定,易于调节往往使三者结合起来组成P(比例)I(积分)D(微分)闭环控制系统。
3)“实体控制”类知识结构与体系的特点是什么?参照内蒙古科技大学自动化专业培养教学计划,你认为在基础课、专业基础课和专业课中,各有哪几门课程是主要的?你准备如何学好这些课程?答:特点:(1)工程的特点。
学习如何将自动化科学技术的原理和方法转换为工程应用技术;同时学习如何将自动化技术应用于具体对象,使其成为自动化设备,自动化系统或自动化工程。
一、是非題:( )1. 工業自動化是指:使工業能進行自動化生產之過程。
( )2. CPU係將控制單元、算術與邏輯單元、控制單元、暫存器、快取記憶體等整合設計到一個晶片之上。
( )3. 分權式導引的搬運車的自主性較低,甚至可能沒有裝設微電腦控制器。
( )4. 工廠自動化對國家社會的經濟發展影響最為廣大。
( )5. 彈簧串聯後彈性係數會變大。
( )6. 早期使用機器人的主要原因是考大量生產而不在於環境因素。
( )7. 自動化設備可以產生一連串正確而持久的加工動作,使產品的品質穩定。
( )8. 為了確實發揮群組技術的優點,許多方面均需要作相關的標準化及模組化的工作。
( )9. 無人化的全自動生產是所有生產工廠的終極目標。
( )10.辦公室自動化的目的提高辦公室的效率。
( )11.電力能源最為方便,而且控制系統的體積可以縮至最小。
( )12.作業指令:基準之信號值,用來與控制量相比較。
( )13.周邊設備是指搬運系統中的輔助工具,例如暫存工作站。
( )14.差動變壓器適合直線位移的測量,測量的全程可達數μm~100mm。
( )15.定值控制:使控制量不會受到外來的干擾,而導致控制量有所變動。
( )16.OR又稱為串聯電路,可以用邏輯式表示為X=CA++。
B( )17.不論是電驛順序控制或無接點順序控制,基本上都是使用三個信號值來作控制。
( )18.服務自動化通常是以生產為主要的目的。
( )19.程序自動化通常運用於煉油、化工、水泥、肥料等工業中的自動化。
( )20.電腦輔助設計不僅只是站在輔助的地位,可以完全取代設計者。
( )21.每間工廠的性質不盡相同,產品也有很大的差異,所以自動倉儲的設備也呈現簡單化。
( )22.誤差:會影響系統輸出的信號,例如漏油、雜訊、摩擦阻力等。
( )23.電子市集必須要先進行零件規格、料號、型號、及編號的電子標準化。
( )24.CAM是將電腦系統應用於生產及製造有關的作業上。
一、单选题1、()等于第一个峰值减去希望值与希望值之比再乘上一个百分数。
A.调节时间B.峰值时间C.超调量D.上升时间正确答案:C2、衰减率小于0时系统的输出响应是()的形式。
A.单调衰减B.等幅振荡C.振荡发散D.振荡收敛正确答案:C3、衰减率等于0时系统的输出响应是()的形式。
A.等幅振荡B.振荡收敛C.单调发散D.振荡发散正确答案:A4、稳定性一般通过()来衡量。
A.超调量B.上升时间C.峰值时间D.衰减率正确答案:D5、衡量稳态性能的重要指标是()。
A.峰值时间B.稳定误差C.调节时间D.超调量正确答案:B6、工业生产过程中一般要求()在0.75到0.98之间。
A.超调量B.峰值时间C.调节时间D.衰减率正确答案:D7、PID控制中的P是指()。
A.比例控制B.积分控制C.微分控制D.随机控制正确答案:A8、PID控制中的I是指()。
A.积分控制B.反馈控制C.微分控制D.比例控制正确答案:A9、PID控制中的D是指()。
A.反馈控制B.积分控制C.比例控制D.微分控制正确答案:D10、PID控制中的Kp是指()。
A.微分时间B.比例带C.比例增益D.积分时间正确答案:C11、PID控制中的Ki是指()。
A.比例带B.比例系数C.微分时间D.积分时间正确答案:D12、PID控制中的Kd是指()。
A.比例带B.积分时间C.微分时间D.比例系数正确答案:C13、我们把传递函数的分母称作系统的()。
A.反馈回路B.前向通道C.特征多项式D.余子式正确答案:C14、()是指零初始条件下输出象函数和输入象函数的比值。
A.微分方程B.频率特性C.传递函数D.飞升曲线正确答案:C15、控制系统的品质一般用三个指标来衡量,分别是(),稳态性能和动态性能。
A.稳定性B.调节时间C.衰减率D.超调量正确答案:A二、判断题1、全自动洗衣机属于开环控制系统。
正确答案:√2、空调属于闭环控制系统。
正确答案:√3、过热汽温控制属于闭环控制系统。
第一讲思考题1.说说服务自动化对现在生活的影响。
服务自动化的发展,将改变服务业,深刻影响我们的生活。
家庭生活服务自动化把人们从繁重的家务劳动中解放出来,各种机器人代替人们去做家务,人们生活更轻松、舒适;楼宇服务自动化提高了建筑的品质,将水、电、供热、供气、安全服务综合一体,能达到节能、自控、环保的目的,提高环境的舒适性,减少安全隐患;交通服务自动化规范且方便了人们的出行,智能交通灯让人们的交通出行有秩序,减少交通事故发生,电子不停车收费系统ETC 提高了交通通行率,节约了人们的时间。
总之,服务自动化提高了服务效率和服务质量,并降低了服务成本。
2.以日常生活中的自动化设备为例,说说其工作原理冰箱的工作原理:制冷剂在蒸发器里由低压液体汽化为气体,吸收冰箱内的热量,使箱内温度降低。
变成气的制冷剂被压缩机吸入,靠压缩机做功把它压缩成高温高压的气体,再排入冷凝器。
在冷凝器中不断向周围空间放热,逐步凝结成液体。
这些高压液体必须流经毛细管,节流降压才能缓慢流入蒸发器,维持在蒸发器里继续不断地汽化,吸热降温。
就这样,冰箱利用电能做功,借助制冷剂的物态变化,把箱内蒸发器周围的热量搬送到箱后冷凝器里去放出,如此周而复始不断地循环,以达到制冷目的。
第二讲思考题1.画出如下指南车的前馈控制方框图2.都是负反馈闭环控制,水位控制与导弹打飞机有什么本质不同水位控制中,水位的期望值是不变的,而导弹打飞机中,导弹的希望轨迹是在改变的,导弹打飞机比水位控制复杂得多,水位控制中是实际液位跟踪不变的希望液位,控制水位相对简单,导弹打飞机中,由于导弹的希望轨迹是在不断变化的,要根据飞机飞行方向不断调整导弹的飞行轨迹,使导弹的实际飞行轨迹与希望轨迹靠拢。
第三讲思考题1.工业PC与个人PC均为基于MPU的微型计算机,有什么区别?二者在应用的侧重面有所不同。
工业PC侧重数据的处理运算、监测、统计和控制等方面的应用,个人PC则是以信息传递、文字处理、娱乐等方面为主。
自动化专业概论试题参考答案及评分标准2007年12月一、试说明什么是开环控制?什么是闭环控制?为什么大多数自动控制系统要采用闭环控制?答题要点:1、开环控制:控制系统中只有前向通道,没有反馈通道,由控制给定信号加入系统后,直接经过驱动执行机构控制被控对象。
2、闭环控制:将被控制的输出量经过测量反馈到输入端,与输入信号进行比较,得到偏差信号,用偏差信号通过一定的控制规律去控制被控对象,称为闭环控制。
3、采用闭环控制的原因:由于模型的误差,执行器的性能限制,不可预料的外部干扰等使得开环控制很难达到给定的性能指标要求,必须采用闭环控制。
三个要点各5分。
根据回答情况酌情给分。
二、试叙述现代控制理论的形成和发展,并列举现代控制理论的主要分支。
答题要点:1、形成和发展:10分1956年前苏联数学家Л.庞特里亚金提出极大值原理。
同年美国数学家R.贝尔曼创立动态规划。
两者为解决最优控制问题提供了理论工具。
1960年美国数学家R.卡尔曼提出能控性和能观性两个概念,揭示了系统的内在属性。
卡尔曼还引入状态空间法,提出具有二次型性能指标的线性状态反馈律,为线性自动控制系统给出了最优调节器的概念。
以上这些新概念和新方法标志着现代控制理论的诞生。
20世纪60-70年代,英国学者H.罗森布罗克、D.梅恩和A.G.麦克法兰等将频率法推广到分析和设计多变量系统,称为现代频率法。
2、分支5分(1)线性系统理论和最优控制理论(2)系统辩识、建模与仿真(3) 自适应控制和自校正控制器(4) 遥测、遥控和遥感(5) 综合自动化(6) 大系统理论(7) 模式识别和人工智能(8) 智能控制(9)非线性系统控制(10)鲁棒控制三、画出一个典型自动控制系统组成的原理框图,简要说明各个环节的功能。
答题要点:1、典型自动控制系统组成的原理框图5分见下图2、各环节功能10分(1)给定环节产生给定的输入信号;(2)反馈环节对系统输出(被控制量)进行测量,将它转换成反馈信号;(3)比较环节将给定的输入信号和反馈信号加以比较,产生“误差”信号;(4)控制器(调节器)根据误差信号,按一定规律,产生相应的控制信号。
《自动化概论》习题讲解自动控制原理是指在没有人直接参与的情况下,利用控制装置或控制器,使机器,设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。
课题组1 向新同学介绍:1-1自动化、自动控制及控制论三者的区别和联系,并具体说明自动化专业是一个口径宽、适应面广的专业。
1-2科学家和工程师有哪些本质区别,科学家/工程师各应该具备什么样的基本素质,并简述你在大学期间准备如何提高自己的个人素质的体会。
1-3自动化的概念,自动化的研究内容以及自动化与新技术革命的关系。
课题组2 科普文章:2-1 我国自动化的发展。
简述控制和自动化的发展,我国古代发明的重要自动装置,介绍指南车用途和原理、候风地动仪原理、宋代水运仪象台观察天文现象的原理等。
2-2 计算机与自动控制。
列举5种你认为对人类生产和生活最有影响的自动化技术或系统,以此说明计算机技术和自动控制或自动化技术的密切关系。
2-3 社会经济系统工程。
介绍社会经济系统工程的主要研究内容,讨论系统工程和自动化的关系。
课题组3 讨论发言稿:3-1 发言题目:经典控制理论与现代控制理论分析、设计方法向同学们介绍经典控制理论时期分析和设计自动控制系统的主要方法,现代控制理论分析和设计自动控制系统的主要方法。
3-2 发言题目:综合自动化向同学们介绍综合自动化,电子计算机在自动化技术中所起的作用,计算机控制的特点。
课题组4 你到一个高职学校去求职,就以下内容准备试讲稿:4-1 试比较自适应控制和自校正控制的异同,智能控制与普通控制的主要区别。
4-2 自动控制系统有哪几个基本环节(元件),何谓自动控制系统的“负反馈”。
介绍恒值自动调节系统、程序自动控制系统、随动系统的功能和特点。
4-3 何谓“扰动”?就图3.3说明有几种主要扰动?分析扰动的补偿方法,是否形成一个闭环控制?4-4 就图2.2(b)中水温自动调节系统作出含有基本环节的功能框图。
课题组5 你参加一个教学研讨会议,就以下议题投稿:5-1 分析说明自动控制系统中发生的控制过程是一个动态过程,描述自动控制系统中发生的不稳定现象及其原因。
当采用“反馈控制”和“扰动补偿”两种方法时,分析各自的优、缺点。
5-2 分析说明比例-积分-微分控制器中比例项、微分项、积分项在自动控制系统中所起的作用。
5-3 分析专家控制系统、模糊控制系统、神经控制系统、学习控制系统等4种智能控制方式各自的特点。
课题组6 向某杂志投稿(列出杂志名称、出版单位、刊号等,要求完全按该杂志格式投稿)6-1 最优控制概述。
6-2 自校正控制概述。
6-3 非线性控制系统。
定义“线性系统”与“非线性控制系统”,全面比较两种系统的特点,讨论研究非线性控制系统的重要性。
6-4 相平面与相迹图概述。
6-5 生命科学中的生物控制。
简要分析生物控制与生命科学的关系,进一步分析计算机技术和自动控制技术在中医学中的可能应用。
课题组7 学术讲座7.1 题目:信息与自动控制。
具体要求,从控制的角度对现代工业进行分类,分析他们的特点,具体分析计算机数控系统的信息流动过程,并指出反馈原理是如何在其中表现的。
7.2题目:生产线当中的自动控制。
具体要求,简要说明刚性生产线、柔性制造系统)(CIMS的基本含义,分析三者的相互(FMS和计算机集成制造系统)关系。
分别描述CIMS和CIPS的含义,对比分析CIMS和CIPS的异同点。
7.3题目:电力系统自动化。
要求,电力系统自动化的重大意义,列举若干电力系统中的具体自动化技术或设备,以此介绍分布式控制系统(和集中控制相比)的主要优点。
7.4题目:飞行器控制。
要求,提出飞行器控制主要问题,指出制导系统与姿态控制系统的区别,导弹姿态控制的主要组成部分,给出一种导弹姿态控制系统的原理框图。
以此为例论述在面临世界局势变化不定的情况下,我国发展高技术武器系统的必要性。
7.5 题目:智能建筑。
要求,提出智能建筑的概念,介绍智能建筑主要涉及的些自动控制技术。
7.6题目:智能交通。
要求,由传统交通系统引出智能交通系统的概念,提出自动控制系统工程师和研究人员在智能交通系统的发展中应起的的作用。
分析我国发展智能交通系统将会遇到哪些问题,哪些问题应该优先考虑。
课题组8 论证报告你是某一级政府的智瓤团,就以下议题向政府首长提交论证报告8-1 论证生态和环境控制的重要性。
8-2 把当地社会经济作为一个复杂系统,提出你的大系统控制结构方案来进行有效控制。
课题组9 学术争鸣9-1 计算机集成制造系统(CIMS)技术需要慎重推广:提出计算机集成制造系统技术需要慎重推广的理由,指出我国大多数企业还有哪些方面与之不相适应,提出自己的观点:如何才能促进我国计算机集成制造系统的快速发展。
9-2 你认为中国发展机器人的正确方针应该是什么?你对机器人的未来作何设想?9-3 简述你对智能控制的理解,你认为智能控制应怎样发展?如何解决理论脱离实际的问题。
课题组10 科幻10-1 描述你想象中的虚拟现实世界,构思设计一个太空旅游的虚拟现实系统。
10-2 描述现代高科技的“两面性”,在为人类带来便利的同时,又如何给人类带来灾难?10-9 描述数字地球对我们生活的冲击。
课题组11 讨论题11-1为什么说现阶段我国的高等教育属于专业教育范畴?高等教育与初等教育的根本区别是什么?11-2 公共课程、基础课程、技术基础课程、专业课程之间的相互关系是什么?你现在认识到从这几类课程中分别应该主要学到哪些方面的知识?11-3选修课和必修课有什么区别?选修课中限制性选修课和任意选修课有什么不同?学习限制性选修课和任意选修课各自的目的是什么?11-4 工科大学生培养中的基本教学环节有哪些,对比分析与中学阶段的教学形式的异同点,指出哪些教学环节是主要的,说明你比较喜欢什么样的教学方式。
11-5 哪些课程是本专业的主要课程(含基础课程)?自动化专业的几个主要课程系列对提高学习质量和学习效果有什么帮助?课题组12 知识结构与心理题12-1 探讨大学学习、生活的特点,论述自己如何才能有效的完成大学阶段的学习任务。
12-2 个人的特长、爱好和兴趣对青年人成长有什么重要作用?你对什么课程最感兴趣?你课余有什么样的爱好和特长?你准备在哪些方面进行发展和调整?12-3 在中学时你对什么课感兴趣,学习上有哪些特长,课余有什么爱好,你准备在大学里怎样发展自己的爱好和特长?如果什么都爱好,或没什么兴趣和特长,你准备怎样加以调整?12-4 根据本专业的教学安排,分析本专业专门人才应该具有什么样的知识结构。
除了完成规定的课程学习外,你计划自学或补充哪些方面的知识?有没有较长远的计划或设想?12-5 你认为课外教育活动应该包含哪些内容?有偿家教是不是有意义的课外教育活动?你是如何对待有偿家教的?课题组13 学习方法交流与小结13-1 小结你对大学学习特点的认识,哪些是适应的,哪些不适应,应该如何去适应?13-2 总结自己的学习方法:听课、记课堂笔记、预习、复习、做作业、讨论、看参考文献、记读书笔记、学习总结等。
哪些方面可取,应该继续做好,哪些方面不可取,应该设法改进。
13-3 试述听好教师的课堂讲授在学好理论课程中的作用,以及学好实践课程在培养能力方面的作用。
听好教师讲课和记好课堂笔记有矛盾吗?如果无矛盾,你是怎样处理的,如果有矛盾,你准备如何去解决它?13-4 试述学习理论课程和学习实践课程在学习方法上的区别。
13-5 在学习过程中多提问题有什么好处,谈谈你和教师、同学讨论学习过程中产生问题的讨论方式,举几个讨论过程中尝到“甜头”的例子,并分析为什么这种讨论有收获?13-6 你平时怎样处理复习和做作业的关系,在你自学的过程中,在什么情况下做作业最有效?13-7 你是如何看待考试的,你从长期的学习实践中认识到考试的主要作用是什么,你怎样看待考试中的成功与失败?课题组14 自拟与《自动化》相关的题目14-1?,14-2?撰写《课程论文》注意事项要求:(1)论文采用Word文档,公式一律采用公式编辑器编辑(参见7),2000~3000字之间,为了不使绘图散架,绘图一定要采用组合方式;(2)一律用A4纸、小四号宋体字打印纸质文档于(第8周星期一)前分别由班长按学号依次装订,统一上(转)交周国雄-(3)将电子文档以“附件形式”发至下列邮箱:Wu-发送附件步骤:打开自己的“发送”电子邮箱,点击“添加附件”,点击“浏览”,找到自己要发送的文件,点击“打开”,点击“发送”即可(4)论文第一行写清论文性质,第二行论文题目(一般不超过20个字),第三行学号、专业班级、姓名,第一页页脚作者简介并给出你的Email地址。
范例页眉:电子与电气工程概论课程论文自动控制及控制论三者的区别和联系(题目不超过20个中文字!)XX(XX大学,学号 XX专业 X班(不能写为一班、(1)班、①班等),家庭地址,邮编(不能写为家庭地址、出生地址等,这些在作者简介中简要提供))[摘要][关键词]正文(第1页页脚,其他页脚不能出现)作者简介:张赞,男,1987年5月生,湖南长沙人,现为中南林业科技大学2006级电子信息工程专业学生(不要提供一些与论文无关的信息,例如:性格偏内向,喜欢体育;爱好大自然,喜好旅游;多愁善感,能写诗歌等),联系方式:论文最后给出:论文题目、学号、专业班级、姓名、摘要、关键词的英文翻译容易存在的主要问题:1.邮件有病毒,乱码。
2.绘图没有组合,文档编辑时“散架”;绘图与组合步骤:在Word编辑状态下单击计算机上方视图(V)选定“工具栏(T)”√绘图(在计算机下方出现绘图工具栏)点击(横排)文本框弹出“在此创建图形”窗口在窗口内创建图形,完成后用鼠标箭头选定需要组合的图形部分单击鼠标右键,选择组合。
3.关键词(不是关键字)不关键,选择不适当。
关键词应该为便于读者查找相关论文或工作拟定,一般从论文题目中选取若干(通常不超过5个)词作为关键词;范例论文题目为“粗皮桉不同家系木材的表面视觉性质”关键词的格式为:[关键词] 木材科学;粗皮桉;家系;材色;表面光泽度(最后无标点符号)4.有的同学没有参考文献或参考文献格式不规范。
论文都要有参考文献,参考文献格式请参见中南林业科技大学学报格式;5.论文中有些内容文不对题,甚至风马牛不相及。
6.论文语句不通,口语化成分太重,逻辑混乱。
例如,对该信号进行衰减写成“把这个信号缩小”;7.遇到公式不会用“公式编辑器”进行编辑公式;调用“公式编辑器”的步骤是:在Word编辑状态下单击“工具(T)”栏选定“自定义(C)”在“工具栏”中选定“插入”从右边“命令(B)”中将拖出放入上方即可。