自控第1章2015

《自控第1章2015》由会员分享，可在线阅读，更多相关《自控第1章2015（79页珍藏版）》请在文档大全上搜索。

1、1自动控制原理自动控制原理多媒体课件多媒体课件主讲： 刘海燕 2第一章第一章 绪论绪论本章主要内容：一、自动控制理论发展史简介二、自动控制系统的一般概念三、开环系统与闭环系统四、自动控制系统分类五、对控制系统性能的要求和本课程的任务3 第一节第一节 自动控制理论发展史简介自动控制理论发展史简介 18世纪中叶，瓦特设计离心调节器控制蒸汽机车的速度，研制了世界上最早的自动控制系统。 1932年，乃奎斯特提出了几何稳定判据，后证实，这个判据同样适用于控制系统。 1945年，伯德提出了反馈放大器的一般设计方法，并编著了网络分析与反馈放大器的设计一书。 1947年，美国出版了当时世界上第一本控制方面的教

2、材伺服机原理。 1948年，美国麻省理工学院完成了一系列自动控制的实践工程。 1954年，钱学森在美国出版专著工程控制理论，并于1958年译成中文。 1954年，天津大学教授刘豹编著自动控制原理。 4 经典控制理论（20世纪60年代以前）：主要解决单输入单输出问题，所研究的系统多半是线性定常系统。 现代控制理论：20世纪60年代， 随着高精度数字计算机的诞生，为解决复杂控制系统提供了实现上的可能性。现代控制理论涉及多变量控制系统、最优控制理论、系统辨识与模式识别、最优估计、自适应控制、自学习控制、模糊控制、专家系统、神经元及其网络控制等等。51 自动控制：2 自动控制系统：在没有人直接参与的条

3、件下，通过控制器使被控对象或过程自动地按要求的规律运行。能够完成自动控制功能的基本体系，称为自动控制系统。3 自动控制理论： 分析与综合自动控制系统的理论称为自动控制理论。4 应用： 自动控制技术已经应用在工程、军事和科学技术等各个领域，包括：航空、航天、航海、冶金、机械、能源、电子、生物、医疗、化工、石油、建筑等。 第二节第二节 自动控制系统的一般概念自动控制系统的一般概念一、自动控制技术及其应用6航空及航天航空及航天 飞行器在预定轨道上速度、加速度、飞行距离、高度、陀螺仪、阳光、星光、地磁、周围环境、内部设备监控、本身状态、气压等的检测。飞行器：控制在预定轨道上速度、加速度、飞行距离测量、

4、周围环境、内部设备监控、本身状态参数的测量。陀螺仪、阳光传感器、星光传感器、地磁传感器789“勇气号”火星探测器10“好奇号”火星探测器11美国宇航局机器人检修太空设备美国宇航局机器人检修太空设备 美国宇航局探索机器人美国宇航局探索机器人 美军排雷机器人美军排雷机器人 月球车月球车12电影泰坦尼克中用于水下探测的电影泰坦尼克中用于水下探测的“邓肯邓肯”号机器人号机器人采矿机器人采矿机器人美国美国“水下龙虾水下龙虾”机器人机器人 13 雷达（Radar，即 radio detecting and ranging），意为无线电搜索和测距。它是运用各种无线电定位方法，探测、识别各种目标，测定目标坐标

5、和其它情报的装置。按用途可分为：目标探测雷达、侦察雷达、武器控制雷达、飞行保障雷达、气象雷达、导航雷达等。 141516北人集团机械加工车间17大型机器人全自动化大冲生产线18 日前，日前，我国重卡领域首条大型机器人全自动化大冲生我国重卡领域首条大型机器人全自动化大冲生产线产线在中国重型汽车集团公司全线调试成功并正式投入使在中国重型汽车集团公司全线调试成功并正式投入使用。她的研制成功，一举打破了自动化冲压线仅应用于轿用。她的研制成功，一举打破了自动化冲压线仅应用于轿车行业的历史，是国产重型卡车产品技术的一次重大飞跃。车行业的历史，是国产重型卡车产品技术的一次重大飞跃。（2009.02.02，太

6、平洋汽车网），太平洋汽车网） 中国重汽自动化大冲线集合了目前国内、国际一流的中国重汽自动化大冲线集合了目前国内、国际一流的自动化控制技术，无论是系统的复杂性，还是设计理念的自动化控制技术，无论是系统的复杂性，还是设计理念的先进性都是目前国际一流的水准。先进性都是目前国际一流的水准。自动化送料系统自动化送料系统环节由环节由七台七台ABB冲压专用机器人、德国先进清洗、涂油系统组成，冲压专用机器人、德国先进清洗、涂油系统组成，确保了钢板拆包、清洗、均匀涂油等冲压作业前处理工序确保了钢板拆包、清洗、均匀涂油等冲压作业前处理工序流程通畅；流程通畅；液压金属打包系统液压金属打包系统则采用地坑式结构，五台压

7、则采用地坑式结构，五台压力机产生的工艺废料直接滑入地坑输送带至打包机压实打力机产生的工艺废料直接滑入地坑输送带至打包机压实打包，清运出场。包，清运出场。整条生产线先进的控制系统使上下料更智整条生产线先进的控制系统使上下料更智能、轨迹更柔和、运动精度更高。能、轨迹更柔和、运动精度更高。配置了配置了ABB公司专门为公司专门为冲压自动化开发的冲压自动化开发的全线监控系统全线监控系统，在保证设备，在保证设备PLC程序安程序安全的同时，可实现压力机、机器人的自动化并行作业；自全的同时，可实现压力机、机器人的自动化并行作业；自动化大冲线产品件的一次成型和稳定的控制系统，对产品动化大冲线产品件的一次成型和稳

8、定的控制系统，对产品质量有着不可小窥的优势，质量有着不可小窥的优势，不但消除了半成品件周转存储不但消除了半成品件周转存储时带来的诸多问题，而且完全杜绝了传统单机生产受操作时带来的诸多问题，而且完全杜绝了传统单机生产受操作者主观情绪的影响。者主观情绪的影响。1920u 传统：行驶速度、距离、发动机旋转速度、燃料剩余量等。u 安全：安全气囊系统、防盗装置、防滑控制系统、防抱死装置、电子变速控制装置、汽车“黑匣子”等。u 环保：排气循环装置、电子燃料喷射装置等。2、汽车21 全自动洗衣机中的传感器：衣物重量传感器，衣质传感器，全自动洗衣机中的传感器：衣物重量传感器，衣质传感器，水温传感器，水质传感器

9、，透光率光传感器水温传感器，水质传感器，透光率光传感器( (洗净度洗净度) ) ，液位传，液位传感器，电阻传感器感器，电阻传感器( (衣物烘干检测衣物烘干检测) )。22楼宇控制与安全防护楼宇控制与安全防护 为使建筑物成为安全、健康、舒适、温馨的生活、工作环境，并能保证系统运行的经济性和管理的智能化。在楼宇中应用了许多测试技术，如闯入监测、空气监测、温度监测、电梯运行状况。离子感烟器离子感烟器 明火探测器明火探测器 23 图示为某公司楼宇自动化系统。该系统分为：电源管理、图示为某公司楼宇自动化系统。该系统分为：电源管理、安全监测、照明控制、空调控制、停车管理、水安全监测、照明控制、空调控制、停

10、车管理、水/ /废水管理和电废水管理和电梯监控。梯监控。245 5、机器人、机器人工业机器人：生产用的自动机械式（加工、组装、检验）。汽车焊接机器人汽车焊接机器人仓库机器人仓库机器人 汽车喷漆机器人汽车喷漆机器人25(Automated Guided Vehicle，简，简称称AGV)，指装备有电磁或光学，指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车，如，及各种移载功能的运输车，如，工业应用中不需驾驶员的搬运车。工业应用中不需驾驶员的搬运车。它里面所包含的传感器有：它里面所包含的传感器有

11、： 超超声波测距传感器、判断建筑物内声波测距传感器、判断建筑物内人和物所在位置；红外线色彩传人和物所在位置；红外线色彩传感器（运动轨迹）和感器（运动轨迹）和AGVAGV小车位小车位置识别；条形码传感器，货品识置识别；条形码传感器，货品识别。别。香港理工香港理工AGVAGV模型模型AGVAGV自动送货车自动送货车26AGV自动送货车自动送货车27智能机器人：有判断能力日本喂饭机器人日本喂饭机器人 瑞士瑞士“达芬奇达芬奇”手术机器人手术机器人 美军爆炸物处理机器人美军爆炸物处理机器人 日本营救机器人日本营救机器人 28瑞士瑞士“达芬奇达芬奇”手术机器人手术机器人 29日本厨师机器人日本厨师机器人