控制与自动化技术的应用领域oweroin

5控制与自动化技术的应用领域

15.2机械制造自动化5.3过程工业自动化5.4电力系统自动化5.5飞行器控制5.6智能建筑5.7智能交通系统5.8生物控制5.9生态与环境控制5.10社会经济控制5.11大系统控制与系统工程5.1引言 控制与自动化技术发展至今，可以说是已从“人类手脚的延伸”扩展到“人类大脑的延伸”。 控制与自动化技术时时在为人类“谋”福利，可谓无所不在、无处没有。25.2机械制造自动化机械制造自动化技术从20世纪50年代至今，经历了：单机自动化、刚性生产线数控机床、加工中心柔性生产线、柔性制造正向计算机集成制造(CIM)发展。35.2.1数控技术和数控系统45.2.2柔性制造系统(FMS)柔性制造系统由加工系统、物流系统、中央管理系统组成。5实际柔性制造生产线65.2.3计算机集成制造系统(CIMS)75.3过程工业自动化在连续型工业中，主要对系统的温度，压力、流量、液位（料位）、成分和物性等六大参数进行控制的工业，称之为过程工业。

过程工业包括电力、石油化工、化工、造纸、冶金、制药、轻工等国民经济中举足轻重的许多工业。8过程工业自动化的特点连续型工业生产过程的变化机理十分复杂，有的还非常不清楚。过程工业往往处于十分苛刻的生产环境，例如高温、高压、真空，有时甚至是在易燃、易爆、有毒的环境。过程工业生产过程一般具有较大的惯性或滞后性，不像机器人、机床等控制对象那样反映迅速，属于一种较难控制的对象。过程工业的生产过程是连续的，因而强调生产控制和管理的整体性，应把各种装置和生产车间连接在一起成为一个整体来考虑，实现了个别设备或装置的优化不一定是整体最优的，应谋求全厂的最优化。9基本过程控制系统10直接接数数字字控控制制系系统统11集散散控控制制系系统统12现场场总总线线控控制制系系统统13计算算机机集集成成生生产产系系统统的的结结构构模模型型生产产过过程程计计算算机机集集成成控控制制系系统统是一一种种综综合合自自动动化化系系统统。。目目的的是是要要使使企企业业用用最最短短的的周周期期、、最最低低的的成成本本、、最最优优的的质质量量，，生生产产出出适适销销对对路路的的产产品品，，以以获获取取最最大大的的经经济济效效益益，，增增强强国国内内外外市市场场的的竞竞争争能能力力。。其实实质质就就是是将将过过程程控控制制、、计计划划调调度度、、经经营营管管理理和和市市场场销销售售等等信信息息进进行行集集成成，，并并求求得得全全局局优优化化145.4电电力力系系统统自自动动化化电力力系系统统自自动动化化的的基基本本目目标标与与任任务务就就是是保保障障电电力力系系统统安安全全、、可可靠靠及及经经济济地地运运行行(2008雪灾灾、、地地震震)15电力力系系统统自自动动化化的的递递阶阶结结构构16电力力系系统统的的频频率率保持持系系统统频频率率的的精精度度是是电电力力系系统统运运行行中中的的主主要要任任务务之之一一，，一一般般要要求求系系统统频频率率相相对对额额定定频频率率的的偏偏差差不不超超过过0.05~0.15Hz离心心式式调调速速机机工工作作原原理理图图17电力力系系统统的的电电压压保持持系系统统电电压压基基本本不不变变是是电电力力系系统统另另外外一一个个重重要要的的方方面面，，通通常常要要求求电电压压幅幅值值相相对对额额定定幅幅值值变变化化量量不不超超过过+-5~10%。。为了维持持系统的的电压水水平，需需要对发发电机的的励磁电电流进行行自动调调节。18电力系系统的的调度度19飞行器器姿态态控制制系统统5.5飞飞行行器控控制飞行器器控制制系统统：：姿态态控制制、导导航、、制导导20卫星导导航21自动寻寻的导导弹制制导系系统22制导方方法图5.8追踪法法示意意图

图5.9三点法示意图

图5.10比例导引法示意图导弹飞飞行方方向始始终指指向目目标，，速度度大于于目标标临近目目标时时，目目标转转弯会会引起起脱靶靶导弹速速度方方向与与导弹弹和目目标的的连线线角速速度成成正比比导弹始始终在在制导导雷达达和目目标的的连线线上235.6智智能建建筑三大基本要要素：楼宇自动化化系统、通通信自动化化系统和办办公自动化化系统。245.7智能交通系系统5.7.1智能交交通系统的的概念（（ITS，intelligenttransportationsystem）智能交通系系统可以广泛应应用于包括括高速公路路、城市道道路、桥梁梁等设施的的庞大的运运输网络，，也可应用用于数量日日益增多的的各种车辆辆。(1)提提高高公路交通通的安全性性(2)降低能源消消耗，减少少汽车运输输对环境的的影响(3)提提高公路网网络的通行行能力(4)提提高汽车运运输生产率率和经济效效益255.7.2智智能交通系系统的主要要内容1.交交通管理系系统2.旅旅行者信息息系统3.公公共交通运运营系统4.营营运车辆调调度管理系系统5.电电子收费系系统6.应应急管理系系统7.先先进的车辆辆控制和安安全系统265.7.2.1交通管理系系统该系统包括括：（1）在途途驾驶员信信息；（2）交通通状况监视视；（3）车流流量管理；；（4）交通通指挥控制制；（5）突发发事件管理理系统。27旅旅行者信信息系统该系统包括括：（1）出发发前的出行行信息；（2）交通通线路引导导；（3）拥挤挤区域的规规避。该系统包括括：（1）公共共运输管理理；（2）途中中换乘信息息；（3）满足足个人需求求的非定线线公共交通通。公公共交通通运营系统统28营营运车辆调调度管理系系统该系统包括括：（1）信息息查询；（2）自动动售票；（3）车辆自动动定位技术术；（4）危险品应应急处理。。电电子收费系系统该系统通过过电子卡或或电子标签签由计算机机实现自动动收费。大大大提高车车辆通行能能力。29应应急管理系系统该系统包括括：（1）紧急急告警与人人员安全；；（2）应急急车辆管理理。先先进的车辆辆控制和安安全系统该系统包括括：（1）纵向向避撞；（2）侧向向避撞；（3）交叉叉口避撞；；（4）视觉觉强化避撞撞；（5）事故故安全保护护；（6）危险险预警；（7）自动驾驶驶等；305.8生生物控制制（生命科科学）“生物控制制论的目的的主要在于于建立能反反映人体和和动物体功功能的模型型和理论，，而且这种种模型和理理论中的逻逻辑原理和和有机体本本身中起作作用的逻辑辑原理是相相同的。它它也试图建建立和生物物系统有同同样物理与与生物化学学成分的模模型。”31体温调节系系统32心血管系统统生物反馈馈治疗33仿仿生技术34生生物物控制与中中医学中医学是我国人民民经过几千千年实践总总结出来的的一门关于于人的科学学，它和生生物控制研研究方法的的共同点是是注重整体体性和系统统性。其中记载的的经络学说（（人体整个个生命活动动的功能控控制系统））实质上是世世界上最早早的古典生物控制理论。355.9生生态与环环境控制5.9.1生态控控制生态控制的基本任务务之一是用用系统和信信息观点和和方法分析析、设计、、规划和控控制人工生生态系统、、资源的合合理利用和和再循环、、环境的综综合治理和和优化以及及在新的生生态平衡格格局下人类类怎样适应应和协调。。5.9.2环境控控制将环境当作受控的的开放系统统，研究、、实施有效效的控制行行为，使人人们的生存存环境质量量维持在一一个良好的的水平。环环境控制中中的控制行行为主要有有三个方面面：局部污污染处理、、综合环境境治理和环环境系统管管理。365.10社社会会经济控制制将社会经济系系统（SocioeconomicSystem））看成是一个个具有反馈馈调节，特特别是信息息反馈的控控制系统；；对社会经济系系统进行定量的的描述与处处理，以求求达到最优优控制，作作出有效、、合理的经经济决策;社会经济控控制的主要任务务是：给出出最优的经经济决策，，通过最优优的经济管管理，实现现预期的经经济指标。。375.11大大系系统控制与与系统工程程什么是大系统？三三种常见的的结构形式式是什么？？规模宏大、、结构复杂杂的系统递阶控制、、多层控制制和多段控控制5.11.1大系系统控制38第一层第二层协调控制递阶控制递阶控制局部控制局部控制局部控制局部控制被控对象或过程总任务…………第三层(1)大大系统多多级（递阶阶）控制39(2)大大系统多多层控制自组织层自适应层最优化层直接控制层测量显示被控对象或过程总目标第四层第三层第二层第一层慢扰动较慢扰动较快扰动快扰动40(3)大大系统多多段控制结结构（按照照被控过程程的时间分分段）第一段第二段第n段协调模块被控对象或过程……