FB体育 FB体育平台自动化技术的介绍

　　机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或指令自动进行操作或控制的过程。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、FB体育 FB体育平台交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。1946年，美国福特公司的机械工程师D.S.哈德最先提出“自动化”一词，并用来描述发动机汽缸的自动传送和加工的过程(见自动化技术史)。50年代，自动调节器和经典控制理论的发展，使自动化进入到以单变量自动调节系统为主的局部自动化阶段。60年代，随着现代控制理论的出现和电子计算器的推广应用，自动控制与信息处理结合起来，使自动化进入到生产过程的最优控制与管理的综合自动化阶段。70年代，自动化的对象变为大规模、复杂的工程和非工程系统，涉及许多用现代控制理论难以解决的问题。这些问题的研究，促进自动化的理论、方法和手段的革新，于是出现了大系统的系统控制和复杂系统的智能控制，出现了综合利用计算器、通信技术、系统工程和人工智能等成果的高级自动化系统，如柔性制造系统、办公自动化、智能机器人、专家系统、决策支持系统、计算器集成制造系统等。自动化是一门涉及学科较多、应用广泛的综合性科学技术。它的研究内容主要有自动控制和信息处理两个方面，包括理论、方法、硬件和软件等，从应用观点来看，研究内容有过程自动化、机械制造自动化、管理自动化、实验室自动化和家庭自动化等。石油炼制和化工等工业中流体或粉体的化学处理自动化。一般采用由检测仪表、调节器和计算器等组成的过程控制系统，对加热炉、精馏塔等设备或整个工厂进行最优控制(见化工自动化)。采用的主要控制方式有反馈控制、FB体育 FB体育平台前馈控制和最优控制等。这是机械化、电气化与自动控制相结合的结果，处理的对象是离散工件。早期的机械制造自动化是采用机械或电气部件的单机自动化或是简单的自动生20世纪60年代以后，由于电子计算器的应用，出现了数控机床、加工中心、机器人、计算器辅助设计、计算器辅助制造、自动化仓库等。(FMS)。以柔性制造系统为基础的自动化车间，加上信息管理、生产管理自动化，出现了采用计算器集成制造系统(CIMS)的工厂自动化。工厂或事业单位的人、财、物、生产、办公等业务管理自动化，是以信息处理为核心的综合性技术，涉及电子计算器、通信、系统与控制等学科。一般采用由多台具有高速处理大量信息能力的计算器和各种终端组成的局部网络。现代已在管理信息系统的基础上研制出决策支持系统(DSS)，为高层管理人员决策提供备选的方案。自动化是新的技术革命的一个重要方面。自动化技术的研究、应用和推广，对人类的生产、生活等方式将产生深远影响。生产过程自动化和办公室自动化可极大地提高社会生产率和工作效率，节约能源和原材料消耗，保证产品质量，改善劳动条件，改进生产工艺和管理体制，加速社会的产业结构的变革和社会信息化的进程。现代生产和科学技术的发展，对自动化技术提出越来越高的要求，同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。70年代以来，自动化开始向复杂的系统控制和高级的智能控制发展，并广泛地应用到国防、科学研究和经济等各个领域，实现更大规模的自动化，例如大型企业的综合自动化系统、全国铁路自动调度系统、国家电力网自动调度系统、空中交通管制系统、城市交通控制系统、自动化指挥系统、国民经济管理系统等。自动化的应用正从工程领域向非工程领域扩展，如医疗自动化、人口控制、经济管理自动化等。自动化将在更大程度上模仿人的智能，机器人已在工业生产、海洋开发和宇宙探测等领域得到应用，专家系统在医疗诊断、地质勘探等方面取得显著效工厂自动化、办公自动化、家庭自动化和农业自动化将成为新技术革命的重要内容，并得到迅速发展。在信息时代，传统产业的设计、生产制造和运销管理等环节都已经或正在实现自动化、智能化、信息化。自动化不仅可以部分或全部代替人的体力或脑力劳动，而且可以完成人类依靠自身的体力和脑力劳动无法直接完成的任务。网络技术赋予了自动化新的内涵，使自动化超越了时空和地域的限制。自动化的实现极大地提高了生产效率和产品的质量，减轻人类的劳动、降低了原材料和能源消耗，创造了前所未有的社会经济效益和社会财富，从而导致国家实力的增长、生态环境的改善和人民生活水平的提高。自动化使得人类对太空的探索成为可能，导致了国防科学与技术的革命。具有自动导航和控制功能的无人和载人航天器、航空器、航海器，网络化和自动化的军事指挥和武器系统是现代高技术战争的基础。自动化科学与技术是一门综合学科，其主要研究对象是工业、农业、交通、商业、国防和社会领域的各类系统，涉及自动控制、信息处理、网络与数据通信、计算机应用等科学与技术，具有广阔的发展前景。1、FB体育 FB体育平台所有概念的形成，都是人在生命活动中无数次感知的重复、积累、提炼而成；2、最初，在思考“人的运动”、“工具的运动”、“机器的运动”有什么不同，产生了“主动”、“被动”、“自动”的概念：3、在进一步研究“自动”中发现，自动的关键是有“基准”、“反馈”、“比较”的“控制”；4、人类在大机器代替人进行大生产的过程中，希望机器像人那样“自动”完成生产过程，而不需要人的参与！5、自动化则是指在没有人的直接参与下，机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程。1、红绿灯为什么会自动切换？2、电冰箱为什么会制冷？3、微波炉为什么能根据预先的设定，自动加热不同的食物？4、抽水马桶冲完水，水箱将自动灌水而不溢出？水位控制对象：水位控制目标：水位保持平稳控制过程：进水开关控制对象：转速。控制目标：速度稳定。控制过程（手段）：在蒸汽机转轴上安装了一个飞球，并与蒸汽阀门连接起来。当蒸汽机转速太快时，飞球升高，蒸汽阀门开得小，蒸汽机就降速。反之，转速减慢了，飞球就降低，蒸汽阀门开大，使蒸汽机升速。控制对象：温度。控制目标：温度稳定。控制过程（手段）：当传感器温度比设置的温度高时，启动压缩机工作；当传感器温度低于设置的温度时，停止压缩机工作。压缩机温度传感器控制器整件由日水壶组成。指南车：是用一辆双轮独辕车组成，由马来拉动。车箱内采用一种能自动离合的齿轮系统。车箱外壳上层，置有一个木刻的仙人，无论车朝哪个方向转弯，它的伸臂都指向南指南车的制法，主要是采用差动齿轮的机械原理。指南车的齿轮传动和自动离合装置显示了古代机械技术的卓越成就。风后和指南车北宋利用齿轮传动的原理汽车的里程表在魏晋时期出现。记里鼓车分上下两层，上层设一口钟，下层设一鼓。车上有一木人，峨冠锦袍，坐于车的下层。车走十里，小木人击鼓一次；每击鼓十次，小木人就上升到上一层，击钟一次，煞是有放眼今天的社会生活、生产、各行各业，自动化装置和系统无处不在。日本1948年，美国数学家诺伯特•维纳（NorbertWiener）与一些医生、生物学家、数学家以及 工程技术人员合作，经过长达十几年的研究， 发表了专著“控制论”，终于提出了现代自动 化技术的核心控制论(Cybernetics)。 1940年, 维纳(Norbert Wiener,美国,1894—1964), 首先倡导使用二进制编码形式 1、控制 2、系统 3、控制系统 4、反馈和反馈控制系统 5、数字控制技术 （计算机控制） 控制是一种有目的的特定作 用、和有目的的主动行为。 控制的本质是调节，是对 “离向”或“离轨”的倾向 的调节，目的是使事物的运 动沿着既定的方向和轨道正 常运行。 自动控制是自动化技术的核心。 没有目的就谈不上控制。 旗幡在风中飘动 机械运动过 程，不是一 种控制过程 鸟儿在风中飞翔 反抗外界扰动作用的能 力，是控制的过程 1、系统与元件 系统：是由相互作用和相互制约的各个部份 （元件）组成的、具有一定功能的有机整体。 计算机是是一个系统。 学生、教师、黑板、 粉笔等教具以及教室 组成了一个教学系统。 空调是一个系统。 大脑是是一个系统。 2、系统与环境 开（Open）系统： 与外部有能量或信 息的交换。 闭（Close）系统： 与外部没有能量或 信息的交换。 1、控制系统的三个必要元素 施控者(作用者) 受控者(被作用者)， 传递者：以及将作用由作用者传递到受作用者 控制系统：就是由施控者、受控者以及 传递者这三个部份所组成的、能够对受 控者的状态进行控制的系统。 2、控制系统的结构框图 反馈：在自动控制系 统中,把输出量的一部 分送回系统的输入端, 对控制对象进行控制, 这一过程叫反馈。 反馈控制：（又 称闭环控制） 控制系统的输出 量通过反馈直接 影响控制作用的 控制方式。 负反馈：反馈信 号与给定输入信 号是相减的，即 使偏差减小，从 而削弱控制作用。 正反馈：反馈信 号与给定输入信 号是相加的，即 使偏差加大，从 而增强控制作用。 反馈是控制理 论的基石！ 控制器 执行器 控制对象 输入量 输出量 输出端对输入没 有实施任何控制。 即没有“反馈” 定时器 水泵 水位 预期水位 实际水位 工作：如每天8:00 8:30给水塔打水。实际水位和预期水位的没有关联。 在人工控制系统中，通过人，将输出量H的 大小用来改变阀门的开度，即输出信息对系统 的控制作用有直接影响。 闭环控制系统 闭环系统的特点：将系统的输出信息反送回 到输入端，使输出信息也参与对系统(当 然也对输出本身)进行控制。 反馈控制系统（反馈系统）：有了反馈后， 就构成了闭环控制系统。 负反馈系统：不管造成偏差的原因是什么， 都利用负反馈方法来控制对象，使偏差消 除或基本消除，从而使被控对象达到预定 目标。 开环系统中，只有从施控者传向被控 者的控制信息，信息的传递是单方向的。 闭环系统中，不但有从施控系统传向 被控系统的控制信息，而且有从被控系统 传向施控系统的反馈信息，信息的传递是 双方向的，闭环系统中存在着信息的闭合 回路。 传感器 :负责感受周围物体和情况 （收集信息和传递信息）---耳聪目明 控制器 :负责指挥 （处理信息和作出决策）---指挥有方 执行器 :负责执行命令、采取行动 （执行信息） ---手脚灵活 控制系统评价标准：稳、快、准 控制器：在负反馈系统中，控制器的输入是系统的误差 (偏差)：误差＝输入量－反馈量 控制器根据误差的大小，按照预先设计的控制方法，计 算出应当采用什么样的控制规律，作为控制器的输出，送给 执行器。 执行器：它的输入是控制器送来的控制规律，执行 器要提供足够的能量，按控制规律产生控制作用， 作用到控制对象上，使控制对象能达到预定的控制 目标。 控制对象：它是我们要进行控制的设备、过程、系 统。它接受来自执行器的控制作用，被控制量作为 输出。 检测装置：也称为传感器。 它用来测量被控制量(控制对象的输出)，并将 其转换成与系统输入量同一性质的物理量。 控制系统的抗干扰能力也是性能指标的一个重要方面。 1、PID控制 比例（P）：代表了当前的信息，起 纠正偏差的作用，使过程反应迅速； 微分（D）：在信号变化时有超前控 制作用，代表了将来的信息。在过程开始 时强迫过程的进行，过程结束时减小超调，