自动化概论教学课件(38张)

1、自动化概论本课程的主要内容自动化的概念和发展简史自动控制系统的类型和组成基本的控制方法控制和自动化的应用范畴 控制和自动化的展望 自动化专业概览 教材与参考书1 西安交大万百五主编自动化（专业）概论（第二版），武汉理工大学出版社，2005年。2 电子书信息爆炸时代的控制关于控制、动力学和系统未来方向的专家小组报告，2003年。3 东南大学戴先中教授的课件“自动化学科概论”，2005年。4 香港科技大学的报告“自动控制技术与人类进步”，2006年。5 K. J. strm教授在MIT的报告“Control -the the Hidden Hidden Technology”，2006年。6 K.

2、 J. strm教授在国际自控联合会（IFAC）的报告“Present Developments in Control Applications”， 德国Heidelberg， 2006。课程基本情况学时：27作业：（无）成绩评定：平时（考勤）30%期末考查（开卷笔试）70%专业的前身工业企业电气化及自动化专业 （简称工企专业 ）工业电气自动化专业工业自动化专业生产过程自动化仪表自动化 自动化专业与电气工程及其自动化专业、电子信息工程专业、通信工程专业、计算机科学与技术专业、电子科学与技术专业、生物医学工程专业同属“工学”学科门类下的“电气信息类” ，授予的学位为“工学学士”。 到2004年，

3、全国已有239所学校设立了自动化专业。自动化专业已成为设置学校最多的“工学”专业（工科专业）之一（仅次于计算机专业），如果再把那些将自动化作为其专业名称一部分的专业（如“电气工程及其自动化”、“机械设计制造及其自动化”、“农业机械化及其自动化”等专业）算在内，“自动化类专业”无疑将是中国最庞大的专业。自动化本科专业“自动化”的定义： 自动化（Automation）是指机器设备（扩展到生产、管理过程） 在没有人直接参与的情况下， 经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制 实现预期的目标自动化的核心是“控制” 自动化主要研究的是工程系统的控制问题，自动控制除了工程系统研究外，还研究社会、经济、生

4、物、环境等非工程系统的控制问题。自动化技术的两方面： 动力方面的自动化技术 工业化 人的手、脚、各种感觉的延长 信息处理方面的自动化技术信息化 延伸人的信息获取、 处理和决策控制等功能 自动化学科的内容 控制理论与控制工程检测技术与自动化装置模式识别与智能系统系统工程导航、制导与控制 自动化是一门涉及多个学科、应用广泛的综合性科学技术，它主要涉及自动控制和信息处理两个方面，主要研究内容包括理论、方法、硬件和软件。在我国，自动化学科的正式名称为“控制科学与工程” 学科，属工科门类下的一级学科， 共包括五个下属二级学科：信息化与自动化的关系 广义自动化是指实现经营管理、计划调度、成本核算、生产监控

5、、故障诊断、自动控制等更大范围内的自动化，又称之为综合自动化自动化往往是指包括检测、控制和继电保护等常规自动化的概念信息化与自动化的关系 工业化信息化自动化 （广义）基础促进带动保证依赖提升自动化技术和自动化专业的发展机遇：我国经济的持续高速增长，走新型工业化道路，“以信息化带动工业化”，自动化技术以信息技术作为主要的技术内涵。对自动化的认识自动化与工业化的关系工业化特点：专指工业，尤其是制造业工业化发展三阶段：机械化（大规模使用机器系统） 电气化（加入电机、电网络） 自动化（加入自动控制器）实现自动化，就完成工业化 目前来说：自动化是工业化的最重要标志 （我国总体来说，已机械化、电气化） 信

6、息化特点：不单指工业，包含第一、三产业 仅从工业的角度，信息化发展也可分三阶段： 一定在工业化的基础上 计算机化（大规模使用数字计算机） 网络化（实现计算机网络） 先进自动化（综合集成了系统、管理） 实现先进自动化，就完成（工业）信息化 先进自动化是信息化的最重要标志（国内总体，数字化、网络化已有一定规模）（基础）自动化（核心是控制） 是工业化完成与否的标志 自动化技术是工业化的核心技术先进自动化（核心是信息、控制、系统） 是信息化完成与否的标志 先进自动化技术是信息化的核心技术自动化技术的发展检测、计算、通信、执行和复杂性技术成本/性能曲线机械化（应用机器系统）电气化（加入电机、网络）自动化

7、（加入自动控制器）数字化（应用数字计算机）网络化（实现计算机网络）先进自动化（系统、管理）智能化（引入智能）知识化（处理知识）工业化信息化知识化社 会 总 发 展自动化与工业化、信息化、知识化的关系(1)系统：（System）是指由相互关联、相互制约、相互影响的一些部分组成的具有某种功能的有机整体。 (2)信息：（Information）是指符号、信号或消息所包含的内容，用来消除对客观事物认识的不确定性。 (3)控制：（Control）是指为了改善系统的性能或达到特定的目的，通过信息的采集和加工而施加到系统的作用。 (4)反馈：（Feedback）是指将系统的实际输出和期望输出进行比较，形成误

8、差，从而为确定下一步的控制行为提供依据。这是自动控制的基本方式 。一些术语直流电机的自动调速系统放大器+V测速发电机电动机自动控制的范例Qi浮子测量元件HQo执行阀控制器液面给定液位自动调节系统不允许水溢出、流干工程自然系统的自动控制直流反馈电阻交流反馈电阻因特网阻塞控制电子放大电路果蝇的飞行控制TCP/IP通信协议IP（Internet Protocol）负责传送路径的建立，并将传输的信息切成小段信息，打包成为数据包（Packet）后，在网络中传出，各数据包可选择不同的路径，到达接受端才再重组起来，实现数据通信的低成本化。IP协议采用了开环控制和非连接式的传送方式，无法将传送网络产生的异常状

9、况回报，因此，并不能保证正确无误的数据传送每次都成功。TCP（Transmission Control Protocol）协议具有流量控制能力，依照对方回应已收到几个数据包后，再送出，以保持在传输中的数据包个数不超过一定的数目。在接收端，若发现数据有误时，也可要求重传。TCP协议采用了闭环控制和连接式的传输机制，用以实现数据传输的稳定性和可靠性 ，保证数据包正确送达目的地。自动控制的典型应用能源生产过程控制离散制造工业通信运输建筑航空航天娱乐、消费仪器机电设备材料加工物理生物经济学2005年我国成功发射载人飞船（神舟6号） 技术难点 1、轨道设计与飞行程序控制问题 2、卫星姿态控制的三矢量控制

10、问题 3、卫星环境适应性设计 4、远距离测控与通信问题嫦娥一号中国自主研制、发射的第一个月球探测器北京现代汽车车身车间焊接机器人清华大学提出的电力系统的混成控制离散逻辑控制指令连续动态底层（动态电力系统）电厂、变电站&FACTS设备电力系统混成控制 中间处理与操作层Processing & Operating 最高决策与指挥层 Decisionmaking & Commanding中间层信息控制指令(事件驱动)Data底层设备的反馈控制 操作命令底层信息发电机、补偿器及FACTS设备的控制器数据数据数据控制指令 调度员控制 汽车电子控制系统配电系统发电系统煮糖结晶过程控制仪器 （光年纳米）自适

11、应光学天文望远镜扫描探针显微镜计算机、控制与通信集成系统无线传感器自动控制理论的经典著作控制系统的一种自然模型控制器(计算机) 大脑控制理论 思想、智能传感器 感觉器官执行器 肌肉 能量 食物更好的执行器提供更好的体能更好的传感器 提供更好的视觉更好的控制使传感器和执行器的组合以更智能的方式提供更灵巧的作用自然模型小结自动化是一个发展充分、工程概念强、内容丰富、应用领域广泛的技术学科，是人类文明进步和社会现代化的标志。自动化是信息化的必然，是智能化的基础，是人类体能和智力扩展的关键技术，是从信息社会迈向知识社会的必经之路。自动化专业培育高素质的控制、管理、决策人才，要求：理论与实践（抽象思维与

12、动手，数学方程与物理概念）、硬件与软件、强电与弱电并重谢谢！Thanks for your attention!1、这世上，没有谁活得比谁容易，只是有人在呼天抢地，有人在默默努力。2、当热诚变成习惯，恐惧和忧虑即无处容身。缺乏热诚的人也没有明确的目标。热诚使想象的轮子转动。一个人缺乏热诚就象汽车没有汽油。善于安排玩乐和工作，两者保持热诚，就是最快乐的人。热诚使平凡的话题变得生动。3、起点低怕什么，大不了加倍努力。人生就像一场马拉松比赛，拼的不是起点，而是坚持的耐力和成长的速度。只要努力不止，进步也会不止。4、如果你不相信努力和时光，那么时光第一个就会辜负你。不要去否定你的过去，也不要用你的过去

13、牵扯你的未来。不是因为有希望才去努力，而是努力了，才能看到希望。5、人生每天都要笑，生活的下一秒发生什么，我们谁也不知道。所以，放下心里的纠结，放下脑中的烦恼，放下生活的不愉快，活在当下。人生喜怒哀乐，百般形态，不如在心里全部淡然处之，轻轻一笑，让心更自在，生命更恒久。积极者相信只有推动自己才能推动世界，只要推动自己就能推动世界。6、人性本善，纯如清溪流水凝露莹烁。欲望与情绪如风沙袭扰，把原本如天空旷蔚蓝的心蒙蔽。但我知道，每个人的心灵深处，不管乌云密布还是阴淤苍茫，但依然有一道彩虹，亮丽于心中某处。7、每个人的心里，都藏着一个了不起的自己，只要你不颓废，不消极，一直悄悄酝酿着乐观，培养着豁达

14、，坚持着善良，只要在路上，就没有到达不了的远方！8、不要活在别人眼中，更不要活在别人嘴中。世界不会因为你的抱怨不满而为你改变，你能做到的只有改变你自己！9、欲戴王冠，必承其重。哪有什么好命天赐，不都是一路披荆斩棘才换来的。10、放手如拔牙。牙被拔掉的那一刻，你会觉得解脱。但舌头总会不由自主地往那个空空的牙洞里舔，一天数次。不痛了不代表你能完全无视，留下的那个空缺永远都在，偶尔甚至会异常挂念。适应是需要时间的，但牙总是要拔，因为太痛，所以终归还是要放手，随它去。11、这个世界其实很公平，你想要比别人强，你就必须去做别人不想做的事，你想要过更好的生活，你就必须去承受更多的困难，承受别人不能承受的压

15、力。12、逆境给人宝贵的磨炼机会。只有经得起环境考验的人，才能算是真正的强者。自古以来的伟人，大多是抱着不屈不挠的精神，从逆境中挣扎奋斗过来的。13、不同的人生，有不同的幸福。去发现你所拥有幸运，少抱怨上苍的不公，把握属于自己的幸福。你，我，我们大家都可以经历幸福的人生。14、给自己一份坚强，擦干眼泪；给自己一份自信，不卑不亢；给自己一份洒脱，悠然前行。轻轻品，静静藏。为了看阳光，我来到这世上；为了与阳光同行，我笑对忧伤。15、总不能流血就喊痛，怕黑就开灯，想念就联系，疲惫就放空，被孤立就讨好，脆弱就想家，不要被现在而蒙蔽双眼，终究是要长大，最漆黑的那段路终要自己走完。16、在路上，我们生命得

16、到了肯定，一路上，我们有失败也有成功，有泪水也有感动，有曲折也有坦途，有机遇也有梦想。一路走来，我们熟悉了陌生的世界，我们熟悉了陌生的面孔，遇人无数，匆匆又匆匆，有些成了我们忘不掉的背影，有些成了我们一生的风景。我笑，便面如春花，定是能感动人的，任他是谁。17、努力是一种生活态度，与年龄无关。所以，无论什么时候，千万不可放纵自己，给自己找懒散和拖延的借口，对自己严格一点儿，时间长了，努力便成为一种心理习惯，一种生活方式！18、自己想要的东西，要么奋力直追，要么干脆放弃。别总是逢人就喋喋不休的表决心或者哀怨不断，做别人茶余饭后的笑点。19、即使不能像依米花那样画上完美的感叹号，但我们可以歌咏最感

17、人的诗篇；即使不能阻挡暴风雨的肆虐，但我们可以左右自己的心情；即使无法预料失败的打击，但我们可以把它当作成功的一个个驿站。20、能力配不上野心，是所有烦扰的根源。这个世界是公平的，你要想得到，就得学会付出和坚持。每个人都是通过自己的努力，去决定生活的样子。1、许多人企求着生活的完美结局，殊不知美根本不在结局，而在于追求的过程。2、慢慢的才知道：坚持未必就是胜利，放弃未必就是认输，。给自己一个迂回的空间，学会思索，学会等待，学会调整。人生没有假设，当下即是全部。背不动的，放下了；伤不起的，看淡了；想不通的，不想了；恨不过的，抚平了。3、在比夜更深的地方，一定有比夜更黑的眼睛。4、一切伟大的行动和

18、思想，都有一个微不足道的开始。5、从来不跌倒不算光彩，每次跌倒后能再站起来，才是最大的荣耀。6、这个世界到处充满着不公平，我们能做的不仅仅是接受，还要试着做一些反抗。7、一个最困苦、最卑贱、最为命运所屈辱的人，只要还抱有希望，便无所怨惧。8、有些人，因为陪你走的时间长了，你便淡然了，其实是他们给你撑起了生命的天空；有些人，分开了，就忘了吧，残缺是一种大美。9、照自己的意思去理解自己，不要小看自己，被别人的意见引入歧途。10、没人能让我输，除非我不想赢！11、花开不是为了花落，而是为了开的更加灿烂。12、随随便便浪费的时间，再也不能赢回来。13、不管从什么时候开始，重要的是开始以后不要停止；不管在什么时候结束，重要的是结束以后不要后悔。14、当你决定坚持一件事情，全世界都会为你让路。15、只有在开水里，茶叶才能展开生命浓郁的香气。16、别想一下造出大海，必须先由小河川开始。17、不要