自动化概论论文.doc

浅析自动化
印象中,最早接触自动化这个词是在一篇课文中,叫做《懒惰推动世界的发展》。不错,正是懒惰的人为了享受那份懒惰而提出自动运行的奇思妙想,并经过长期的发展完善,隧有了今日的自动化理论及自动化技术。身为自动化专业的一名学生,在学了《自动化概论》这门学科后,我深深的体会到自动化技术对于人类社会发展的重要性。
所谓自动化,是指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地进行操作或运行。广义地讲,自动化还包括模拟或再现人的智能活动。自动化技术的发展历史大致可以划分三个时期。
(1)自动化技术形成时期(18 世纪末~20 世纪 30 年代) 1788 年英国机械师 (又称飞球调速器),并把它与蒸汽机的阀门连接起来,构成蒸汽机转速的闭环自动控制系统(见图瓦特离心式调速器对蒸汽机转速的控制)。瓦特的这项发明开创了近代自动调节装置应用的新纪元,对后来控制理论的发展有重要影响。
(2)局部自动化时期(20 世纪 40~50 年代) 第二次世界大战时期形成的经典控制理论对战后发展局部自动化起了重要的促进作用。在第二次世界大战期间,德国的空军优势和英国的防御地位,迫使美国、英国和西欧各国科学家集中精力解决了防空火力控制系统和飞机自动导航系统等军事技术问题。在解决这些问题的过程中形成了经典控制理论,设计出各种精密的自动调节装置,开创了系统和控制这一新的科学领域。
综合自动化时期(20 世纪 50 年代末起至今) 20 世纪 50 年代末空间技术迅速发展,迫切需要解决多变量系统的最优控制问题。许多学者试图把经典控制理论推广到多变量系统的控制,都遭到了失败。需要寻求新的理论和方法,于是诞生了现代控制理论。现代控制理论的形成和发展为综合自动化奠定了理论基础。在这一时期,微电子技术有了新的突破。1958 年出现晶体管计算机,1965 年出现集成电路计算机,1971 年出现单片微处理机。微处理机的出现对控制技术产生了重大影响,控制工程师可以很方便地利用微处理机来实现各种复杂的控制,使综合自动化成为现实。
提到自动化必须说说自动控制系统。产过程或其他过程按期望规律或预定程序进行的控制系统。自动控制系统是指能够实现“自动化”任务的设备,他是人造系统,而且是工程技术领域的人造系统。自动控制系统通常由控制部分和控制对象组成。
一、一个典型的自控系统一般由六部分组成:
(1)被控对象:指控制系统所要控制的设备或过程,它的输出就是被控量,而被控量总是与自动控制系统的任务和目标紧密联系。
(2)给定环节:产生给定输入信号的环节。给定的输入信号通常与我们希望的被控量有关,它可以是一定值,对应的控制系统就是恒值控制系统,希望控制系统的被控量稳定在一个固定值上;它也可以是是一变值,对应的控制系统是随动系统,希望被控量跟随给定输入信号变化。
(3)测量环节:随时将被控制量检测出来的装置。
(4)比较环节:该环节功能是将给定的输入信号(被控制量的希望值)与测量环节得到的被控制变量实际值加以比较,并将比较结果反馈给输入端。正是由于得到了这种反馈,自动控制系统才能得出如何去实现操作来消除或减少这一偏差信号的决策。在自控系统中,由反馈得到偏差信号,在比较环节中实现的是给定输入信号和反馈信号相减,即为负反馈,在自动控制系统中总是采用负反馈,这是