自动化(专业)概论-第5章

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1、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

2、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

3、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直接数字控制系统11集散控制系统12现场总线控制系统13计算机集成生产系统的结构模型生产过程计算机集成控制系统是一种综合自动化系统。目的是要使企业用最短的周期、最低的成本、最优的质量，生产出适销对路的产品，以获取最大的经济效益，增强国内外市场的竞争能力。其实质就是将过程控制、计划调度、经营管理和市场销售等信息进行集成，并求得全局优化145.4电力系统自动化电

4、力系统自动化的基本目标与任务就是保障电力系统安全、可靠及经济地运行(2008雪灾、地震)15电力系统自动化的递阶结构16电力系统的频率保持系统频率的精度是电力系统运行中的主要任务之一，一般要求系统频率相对额定频率的偏差不超过0.05~0.15Hz离心式调速机工作原理图17电力系统的电压保持系统电压基本不变是电力系统另外一个重要的方面，通常要求电压幅值相对额定幅值变化量不超过+-5~10%。为了维持系统的电压水平，需要对发电机的励磁电流进行自动调节。18电力系统的调度19飞行器姿态控制系统5.5飞行器控制飞行器控制系统：姿态控制、导航、制导20卫星导航21自动寻的导弹制导系统22制导方法图

5、5.8追踪法示意图图5.9三点法示意图图5.10比例导引法示意图导弹飞行方向始终指向目标，速度大于目标临近目标时，目标转弯会引起脱靶导弹速度方向与导弹和目标的连线角速度成正比导弹始终在制导雷达和目标的连线上235.6智能建筑三大基本要素：楼宇自动化系统、通信自动化系统和办公自动化系统。245.7智能交通系统5.7.1智能交通系统的概念（ITS，intelligenttransportationsystem）智能交通系统可以广泛应用于包括高速公路、城市道路、桥梁等设施的庞大的运输网络，也可应用于数量日益增多的各种车辆。(1)提高公路交通的安全性(2)降低能源消耗，减少汽车运输对环境的影响

6、(3)提高公路网络的通行能力(4)提高汽车运输生产率和经济效益255.7.2智能交通系统的主要内容1.交通管理系统2.旅行者信息系统3.公共交通运营系统4.营运车辆调度管理系统5.电子收费系统6.应急管理系统7.先进的车辆控制和安全系统265.7.2.1交通管理系统该系统包括：（1）在途驾驶员信息；（2）交通状况监视；（3）车流量管理；（4）交通指挥控制；（5）突发事件管理系统。275.7.2.2旅行者信息系统该系统包括：（1）出发前的出行信息；（2）交通线路引导；（3）拥挤区域的规避。该系统包括：（1）公共运输管理；（2）途中换乘信息；（3）满足个人需求的非定线公共交通。5.7.2.3

7、公共交通运营系统285.7.2.4营运车辆调度管理系统该系统包括：（1）信息查询；（2）自动售票；（3）车辆自动定位技术；（4）危险品应急处理。5.7.2.5电子收费系统该系统通过电子卡或电子标签由计算机实现自动收费。大大提高车辆通行能力。295.7.2.6应急管理系统该系统包括：（1）紧急告警与人员安全；（2）应急车辆管理。5.7.2.7先进的车辆控制和安全系统该系统包括：（1）纵向避撞；（2）侧向避撞；（3）交叉口避撞；（4）视