《自动化前沿技术》PPT课件

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1、自动化前沿技术1、自动化技术的概述(1)自动化技术诞生(2)自动化技术发展(3)自动化技术原理2、自动化前沿技术(1)自动化技术的江湖门派(2)自动化技术的十八般武艺3、自动化技术的应用工业、军事、日常生活自动化的诞生人类自开始进行劳动以来，就一直梦想着制造出能够无需人的参与就可以自己完成任务的劳动工具。从刀耕火种的年代起，人们就梦想着省时省力地生产出更多的东西，来满足人们生活的需要。人们在几千年的生产过程中，发明了很多节省力气的工具，如在河流上建造的水车。可以通过水的冲击带动轮子转动，实现灌溉、淘米等工作。工业革命的到来(1

2、788年)，为自动化的发展带来了巨大的动力。此后的一百多年中，人们一直在探索，特别是，经过从1934年到1947年的十几年研究(二战期间),最终提出了自动化的理论基础著作——控制论。标志着自动化技术的正式诞生。从诞生到现在，自动化技术在各个领域大显身手，飞机导航、交通运输、导弹控制中到处都是自动化技术的应用。自动化在炮火中发展自动化技术从产生到现在，它的发展始终没有离开武器装备的需要。在第二次世界大战中，同盟国军队的主要作战武器是火炮。当时的火炮威力大、射程远，但是命中精度比较差。如果没有二战这个巨大的实验场，自动化技术也不会

3、有如此大的发展。可以这样说“军事装备是自动化之父，二战是自动化诞生的产房”。如果说军事设备是自动化之父，那么工业生产就是自动化之母。自动化生产是人们梦寐以求的事情。福特发明的汽车生产线是最成功的早期生产线，1913年福特创建了由专用机床组成的“运动中的组装线”在这种生产线上，要组装的部件由传送带运到一个个工人面前，每一个工人只完成一种操作。自动化技术为生产力的发展起了巨大作用，实现了人们摆脱繁重的劳动的愿望。同时自动化技术也在应用中得到不断发展和完善。自动化原理下面我们以一个简单的例子，来说明自动化的原理。自动化设备和机器的关

4、键就在于反馈的存在，正是有了他的存在，才使自动化成为可能。反馈就是自动化的奥妙所在。所以自动控自原理也叫反馈控制原理。一个自动化系统无论结构多么复杂都是由下面几部分组成：第一，检测比较装置。第二，控制器。第三，执行机构。第四，控制量。控制器——系统的大脑传感器——系统的耳目执行器——系统的手脚受控对象——温柔的羔羊稳定性——不可或缺鲁棒性——健康的系统极点——控制系统的精灵自动化的前沿技术模糊控制——其实我很清楚最优控制---“没有更好只有最好”自适应控制——以变制变鲁棒控制——以静制动线性控制理论纵横非线性控制理论的发展PI

5、D控制——简而优秀预测控制——未卜先知故障诊断——神医妙手人工智能——智慧之巅专家系统——身边的专家推理控制——经验的作用集散控制系统（DCS）模糊控制模糊控制是以模糊集合理论为基础的一种新兴的控制手段，它是模糊系统理论和模糊技术与自动控制技术相结合的产物。自从这门科学诞生以来，它产生了许多探索性甚至是突破性的研究与应用成果，同时，这一方法也逐步成为了人们思考问题的重要方法论。1965年美国的控制论专家L.A.Zadeh教授创立了模糊集合论，从而为描述，研究和处理模糊性现象提供了一种新的工具。一种利用模糊集合的理论来建立系统模

6、型，设计控制器的新型方法——模糊控制也随之问世了。模糊控制的核心就是利用模糊集合理论，把人的控制策略的自然语言转化为计算机能够接受的算法语言所描述的控制算法，这种方法不仅能实现控制，而且能模拟人的思维方式对一些无法构造数学模型的被控对象进行有效的控制。模糊控制作为智能领域中最具有实际意义的一种控制方法，已经在工业控制领域，家用电器自动化领域和其他很多行业中解决了传统控制方法无法或者是难以解决的问题，取得了令人瞩目的成效。最优控制最优控制问题研究的主要内容是：怎样选择控制规律才能使控制系统的性能和品质在某种意义下为最优，求解最优

7、控制问题的方法，目前主要的就是上述的两种方法，另外可能还会用到一些数值解法。用这些方法已经成功的解决了许多动态控制问题，如最小时间控制，最少燃料控制和最佳调节器等。最优控制已经在航天，航海，导弹，电力系统，控制装置，生产设备和生产过程中得到了比较成功的应用，而且在经济系统和社会系统中也得到了广泛的应用。最优控制问题有四个关键点：（1）受控对象为动态系统。（2）初始与终端条件（时间和状态）。（3）性能指标。（4）容许控制。而最优控制问题的实质就是要找出容许的控制作用或控制规律，使动态系统（受控对象）从初始状态转移到某种要求的终端

8、状态，并且保证某种要求的性能指标达到最小值或者是最大值。时至今日，最优控制理论的研究，无论在深度或是广度上，都有了较大的进展。然而，随着人们对客观世界认识的不断深化，又提出了一系列有待解决的新问题。可以毫不夸张地说，最优控制理论依旧是极其活跃的科学领域之一。自适应控制在日常生